Cr(Ⅵ)對生物硝化過程和硝化菌群結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理研究.pdf

1、許多城市污水廠都接納較大比例的工業(yè)廢水,非正常情況下,工業(yè)廢水中高濃度重金屬的沖擊負(fù)荷會(huì)嚴(yán)重影響生物處理中硝化過程的正常反應(yīng),造成出水氮化物濃度超標(biāo),并且這種抑制短期難以恢復(fù)。如何應(yīng)對毒物負(fù)荷對生物處理系統(tǒng)的影響,是污水處理廠管理運(yùn)行急需解決的難題之一。六價(jià)鉻(Cr6+)是工業(yè)廢水中典型的有毒有害重金屬,本論文以Cr6+為抑制劑,采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)、沖擊負(fù)荷試驗(yàn)以及間歇式活性污泥法(SBR)反應(yīng)器持續(xù)負(fù)荷試驗(yàn)的方法,研究了Cr6+對硝化過程和

2、硝化菌群的影響。通過監(jiān)測分析生物反應(yīng)系統(tǒng)中各種硝化能力指標(biāo),微生物硝化活性指標(biāo),以及Cr6+在固液相的分布情況,研究了Cr6+對硝化菌反應(yīng)速率的抑制機(jī)理。利用PCR-DGGE、FISH等分子生物學(xué)手段,初步分析了Cr6+抑制作用下的硝化菌群結(jié)構(gòu)演變過程。
　　靜態(tài)試驗(yàn)的結(jié)果表明,Cr6+對異養(yǎng)菌、氨氧化細(xì)菌(ammonia-oxidizingbacteria,AOB)、亞硝酸鹽氮氧化細(xì)菌(nitrite-oxidizingbact

3、eria,NOB)均有一定程度的抑制作用,抑制作用大小依次為AOB>NOB>異養(yǎng)菌,其中AOB與Cr6+接觸2h既可被明顯抑制。Cr6+在反應(yīng)體系內(nèi)的分配比例表明,Cr6+主要通過進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部與細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)來抑制微生物活性,其被微生物吸收速率較快,2h即有較大積累量。
　　Cr6+一次性沖擊負(fù)荷的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Cr6+很快被微生物吸收積累,并且不易被釋放出來,會(huì)對微生物產(chǎn)生持續(xù)毒性作用。異養(yǎng)菌在自然恢復(fù)條件下活性能夠明顯恢復(fù),

4、而AOB和NOB基本無恢復(fù)跡象。DGGE、FISH等分子生物技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn),反應(yīng)體系內(nèi)大多數(shù)菌屬在Cr6+抑制作用下失活死亡,只有少數(shù)耐毒性較強(qiáng)的AOB和NOB菌屬在Cr6+抑制條件下能夠存活?；謴?fù)階段AOB的菌群數(shù)量有較小程度的增加,而NOB的菌群數(shù)量基本不變。
　　在SBR反應(yīng)器的持續(xù)負(fù)荷試驗(yàn)中,異養(yǎng)菌受Cr6+(≤10mg/L)抑制程度較小且能快速適應(yīng);硝化菌受抑制程度較大,其中AOB的SOUR抑制率達(dá)到80％以上,硝化能力基