高溫EGSB處理PVC離心母液廢水的效能及系統(tǒng)微生物種群演替的研究.pdf

1、水相懸浮聚合法生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)過程中排放的離心母液廢水水溫較高（約60～70℃），是一種典型的低濃度、難降解化工廢水。厭氧膨脹顆粒污泥床（Expanded Granular Sludge Bed，EGSB）反應(yīng)器具有占地面積小、傳質(zhì)效果好、容積負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今最受矚目的高效厭氧反應(yīng)器之一。目前對(duì)于EGSB反應(yīng)器的研究主要集中在中溫處理高、中濃度廢水，但是對(duì)于EGSB在高溫條件下處理低濃度的有機(jī)化工廢水卻很少見。本研究首次采用高

2、溫EGSB反應(yīng)器處理PVC離心母液廢水，不僅可節(jié)省冷卻費(fèi)用，而且能提高反應(yīng)速率、減少動(dòng)力消耗。本課題研究該難降解廢水的可生化性啟動(dòng)，探索反應(yīng)器的最大處理效能，以期為后續(xù)深度處理PVC離心母液廢水減輕負(fù)荷；同時(shí)以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)技術(shù)考察反應(yīng)器內(nèi)微生物種群的演替，探討反應(yīng)器處理效能和微生物種群間的關(guān)系，以揭示高溫EGSB處理PVC離心母液廢水的本質(zhì)規(guī)律，為高溫低濃度難降解有機(jī)廢水的處理開辟新的思路奠定重要

3、基礎(chǔ)。
　　 本課題在55±2℃下利用EGSB反應(yīng)器處理PVC離心母液廢水，基于共代謝機(jī)制的方法，啟動(dòng)初期進(jìn)水中加入葡萄糖，通過不斷增加PVC離心母液廢水所占葡萄糖模擬廢水比例的方法馴化厭氧微生物，在容積負(fù)荷和水力停留時(shí)間分別保持在0.2kg COD/m3.d和50h左右時(shí)，COD去除率維持在80％左右，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的成功啟動(dòng)。繼續(xù)提升負(fù)荷以考察系統(tǒng)的最大處理效能，當(dāng)容積負(fù)荷達(dá)到0.6kgCOD/m3.d，水力停留時(shí)間在16h時(shí)C

4、OD去除率也能達(dá)到70%左右，系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和抗沖擊能力。對(duì)停止運(yùn)行2個(gè)月的反應(yīng)器，通過逐漸增加負(fù)荷的方式運(yùn)行系統(tǒng)能在12天內(nèi)完成穩(wěn)定快速啟動(dòng)。通過PCR-DGGE技術(shù)對(duì)反應(yīng)器不同運(yùn)行階段的污泥樣本進(jìn)行檢測(cè)得出：EGSB反應(yīng)器啟動(dòng)前后系統(tǒng)內(nèi)微生物群落結(jié)構(gòu)和種群數(shù)量存在明顯的演替過程，初次啟動(dòng)開始時(shí)接種的微生物種類豐富，但無明顯的優(yōu)勢(shì)菌種；初次啟動(dòng)成功運(yùn)行結(jié)束時(shí)微生物經(jīng)過篩選馴化，形成了能有效降解PVC母液廢水的優(yōu)勢(shì)種群。DGGE

5、圖譜的條帶明顯減少，說明種群數(shù)量減少，但有些條帶明顯增亮，說明特效種群得到了增殖并明顯占優(yōu)。
　　 二次啟動(dòng)成功后繼續(xù)運(yùn)行期間，EGSB系統(tǒng)反應(yīng)條件的改變對(duì)其處理效能造成了一定的影響，相應(yīng)地，反應(yīng)器內(nèi)微生物種群也表現(xiàn)出了一定的變化。主要體現(xiàn)在：環(huán)境條件的改變（空氣進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)）使系統(tǒng)的處理效能由改變前的70%左右下降到改變后的40%左右，系統(tǒng)微生物種類和數(shù)量減少，可能是空氣的進(jìn)入抑制了嚴(yán)格厭氧菌（如產(chǎn)甲烷菌）的生長(zhǎng)；基質(zhì)的改變（

6、梯度增加和減少葡萄糖占進(jìn)水的比例）沒有恢復(fù)系統(tǒng)處理效能，但系統(tǒng)內(nèi)微生物種群數(shù)量有所增加，可能是基于共代謝機(jī)制的修復(fù)對(duì)其中適應(yīng)葡萄糖基質(zhì)的那部分微生物的生長(zhǎng)起到了促進(jìn)作用；種源的改變（添加活性污泥）使系統(tǒng)的處理效能由40%左右上升到65%左右，系統(tǒng)修復(fù)成功，系統(tǒng)內(nèi)微生物又呈現(xiàn)出特效種群占優(yōu)的現(xiàn)象；HRT的增加，使得微生物與基質(zhì)的接觸反應(yīng)更充分，系統(tǒng)處理效能由65%左右上升到75%左右，反應(yīng)器內(nèi)形成了菌群數(shù)量、種類更加占優(yōu)的優(yōu)勢(shì)種群。這種優(yōu)