養(yǎng)豬廢水中重金屬對UASB工藝及產甲烷菌群的影響研究.pdf

1、隨著我國生豬養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展，日益增多的養(yǎng)豬廢水已成為我國主要的農業(yè)污染源之一，對很多地區(qū)的水體，土壤和大氣造成了明顯的危害。上流式厭氧污泥床(UASB)是養(yǎng)豬廢水處理當中常用的工藝措施，但是，養(yǎng)豬廢水中重金屬含量在一定程度上抑制了UASB反應器內厭氧微生物的生長和反應活性，加大了反應器啟動調試難度，破壞了UASB運行的穩(wěn)定性，導致UASB處理養(yǎng)豬廢水效率下降、實用性能降低。
　　本文使用兩臺相同的UASB反應器，在相同的環(huán)境和工

2、藝參數(shù)下，同時處理養(yǎng)豬廢水。實驗主要由兩個階段構成。第一階段研究了從啟動調試期到穩(wěn)定運行過程中，重金屬銅、鋅、鉻的累積對UASB工藝指標的影響;由于第一階段實驗結果明確了重金屬鋅較強的影響作用，故第二階段以鋅為研究對象，將工藝運行指標與厭氧微生物機理相結合，展開單因素影響實驗。通過向UASB反應器進水中添加鋅，重點研究了不同濃度梯度鋅對UASB產甲烷量和COD去除率的影響，并利用實時熒光定量PCR技術(QPCR)，深入探討了不同鋅濃度下

3、、不同時期產甲烷菌群的變化，為鋅對UASB工藝的影響提供理論依據(jù)。主要結論如下:
　　(1)在處理養(yǎng)豬廢水過程中，UASB反應器總磷去除量較為穩(wěn)定，維持20mg/L-30mg/L;UASB對氨氮沒有去除效果;穩(wěn)定期，UASB對COD的去除率較高，達70％左右，單以COD為衡量標準，可認為UASB是一種處理養(yǎng)豬廢水的可行技術。
　　(2)在UASB整個運行過程中，污泥內Cu2+和Cr3+累積狀況較為一致;Zn2+的累積速度最快

4、，累積量最高。最終，污泥中銅和鉻的含量均為0.06mg/g左右，是同時期鋅累積量(0.95mg/g)的1/15倍。厭氧污泥中鋅的累積量對UASB各項指標的影響最為明顯，其中，當厭氧污泥中鋅含量超過1.22mg/g時，鋅會嚴重阻礙UASB的啟動。
　　(3)鋅添加量為5mg/L，10mg/L時，COD去除率和產甲烷量得到提高，即鋅對UASB工藝產生了促進作用;當鋅添加量超過15mg/l時，COD去除率和產甲烷量出現(xiàn)降低現(xiàn)象，即鋅對U

5、ASB產生了抑制作用。
　　(4)未添加鋅之前，UASB反應器內甲烷微菌目（Methanomicrobiales,MMB）是優(yōu)勢菌種(60％)，甲烷桿菌（Methanobacteriales,MBT）居中，甲烷八疊球菌目（Methanosarcinales,MSL）(10％)含量較低。當鋅添加量小于5mg/L，對三種產甲烷菌都有促進作用。當鋅添加量達到10mg/L時，MSL已經出現(xiàn)抑制趨勢，MMB和MBT仍然處于促進狀態(tài)。當外源鋅

6、超過15mg/L時，三種產甲烷菌都會受到明顯的抑制，其中MMB受到的抑制最明顯。在整個實驗過程中，甲烷球菌目（Methanococcales,MCC）都未被監(jiān)測到，即MCC在處理養(yǎng)豬廢水的UASB內難以生存。
　　(5)鋅對產甲烷菌的影響情況直接關系到COD去除率和甲烷產量的變化情況。產甲烷菌（尤其MMB）是鋅為主要影響因素下決定UASB運行狀況的核心因子。在實際工程中，若設定HRT為48h，反應溫度為35℃，則可嘗試控制養(yǎng)豬廢水