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高效降解苯胺好氧颗粒污泥的形成及动力学研究

朱亮  徐向阳  罗伟国  田志娟  张妮妮  
【摘要】:苯胺及其衍生物是一大类具三致效应与遗传毒性的典型持久性有毒有机物 (Toxic Persistent Pollutants)。实验以苯胺为唯一碳源与能源、普通城市污水处理厂曝气池活性污泥为接种物,通过表面气速、污泥沉降时间、进水苯胺负荷等工艺参数的联合调控创造合适的选择压,SABR 连续运行2个月,反应器内污泥颗粒化明显,进水苯胺负荷1.2 kg·m~(-3)·d~(-1)条件下苯胺、COD 去除率分别稳定在99%、95%以上;当进水苯胺负荷高达1.44 kg·m~(-3)·d~(-1)时反应器运行性能恶化,颗粒化污泥逐渐解体、继而被大量洗出;为考察颗粒化反应器在高污染负荷下的恢复再稳性,通过苯胺负荷的降低(降至1.2 kg·m~(-3)·d~(-1))以及水力条件的相应调整,继续运行15 d 后 SABR 内污泥沉降性能逐渐恢复、颗粒化污泥快速形成,反应器 MLSS 稳定在4.4±0.5 mg·L~(-1);成熟好氧颗粒结构致密,平均粒径为1.22±0.17 mm,最小沉降速度为35.0±1.8 m·h~(-1),SVI 为45.5±2.5 mL·g~(-1),SOUR 为91.5 mgDO·gVSS~(-1)·h~(-1),苯胺比降解速率达0.41±0.08 g·gVSS~(-1)·d~(-1);颗粒内外分布有丰富的类球菌、类短杆菌,与胞外多聚物 (EPS)交织共存;好氧颗粒降解苯胺动力学与 Haldane 方程拟合良好,V_(max)=1.40±0.42 gAniline·gVSS~(-1)d~(-1),K_s=124.87±34.69 mg·L~(-1),Ki=1428.5±53.1 mg·L~(-1)。PCR-DGGE 结果分析表明,好氧颗粒内主要细菌分属β-Proteobacteria、Flavobacteria 等类群;与已获得的降解氯苯胺好氧颗粒相比,以苯胺为唯一碳源培养获得的好氧颗粒污泥微生物菌群结构较为单一,颗粒化过程菌群结构演替显著。

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