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苯酚对活性污泥活性的影响

北极星环保网来源:胡小兵等2017/2/13 15:54:36我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:活性污泥法 废水处理 污水处理

2.2.3苯酚影响下活性污泥微型动物群落结构动态变化

活性污泥系统中不同类群微型动物相对多度随运行时间的动态变化如图5所示.两个系统中不同类群的微型动物其相对多度随运行时间均有较大变化,这与城市废水活性污泥处理系统相一致.

但不同浓度的苯酚影响下,微型动物群落结构随时间的变化有所不同.具体地,在第1阶段低浓度苯酚进水条件下,除有壳变形虫外,苯酚对微型动物群落不同类群相对多度随时间变化的影响不明显,两个系统中鞭毛虫多度均占据了长时间的绝对优势,其相对多度分别达(64.84±27.56)%、(75.05±28.18)%,两者无显著性差异(P=0.342),其他类群相对多度较小,且各类群的微型动物相对多度随时间变化趋势线上的拐点所在时间轴的位置相对差异较小(图5);试验第2阶段,两个系统中各微型动物类群分布相对第1阶段较均匀,在这一阶段有壳变形虫成为优势类群,但试验系统中有壳变形虫前期(32~45d)受到了抑制,对照系统和试验系统中有壳变形虫相对多度分别为(34.31±7.66)%、(25.66±18.18)%,后者波动也较大.在这一阶段,苯酚对固着型纤毛虫也产生了明显的抑制,其相对多度处于较低水平[(9.58±9.61)%],而鞭毛虫相对多度[(33.76±13.80)%]显著大于后者[(20.53±9.81)%](P=0.005);试验第3阶段,对照系统中微型动物群落各类群分布较均匀,而试验系统中鞭毛虫占绝对优势,试验结束前其相对多度达最大值的91.13%.此外,与对照系统相比,试验系统中的匍匐型纤毛虫和肉食性纤毛虫受到了明显的抑制,前者运行70d几乎消失,而后者相对多度一直处于极低水平[(1.01±1.05)%].

活性污泥法

(a)对照系统,(b)试验系统图5两个活性污泥系统中微型动物群落结构动态变化

2.3苯酚影响下的污泥活性与微型动物间的相互关系探讨

如前文所述,污泥TTC-ETS活性比INT-ETS活性更加敏感,更适合作为苯酚对好氧污泥活性毒害作用的响应指标,故选择TTC-ETS活性作为苯酚影响下污泥活性的表征指标.

不同进水浓度苯酚作用下污泥TTC-ETS活性的变化规律[图1(a)]与活性污泥微型动物群落结构动态变化(图5)对比分析可知,污泥TTC-ETS活性与微型动物群落结构相互之间存在着一定的关联,如低浓度苯酚对污泥TTC-ETS活性及微型动物群落结构的影响均不明显;

当进水浓度达100mg˙L-1时,苯酚对污泥TTC-ETS活性及微型动物群落结构产生明显的影响;进一步增大进水浓度时,这种影响显著增大.活性污泥是活性污泥处理系统中的主体,而活性污泥微生物是活性污泥污染物降解核心,因此活性污泥微生物ETS活性对活性污泥处理系统的正常运行有着重要意义,而在活性污泥微环境生态系统中微型动物作为食物链顶端的捕食者,在维持活性污泥微环境生态系统的稳定发挥着重要作用,因此,活性污泥活性与微型动物群落结构之间也必然存在联系.活性污泥微型动物与污泥活性Pearson相关性分析结果如表3所示.

活性污泥法

表3活性污泥微型动物与污泥活性Pearson相关性

水中毒害物质的存在使微型动物群落与所处的微生态环境之间的关系复杂化,两个活性污泥系统中的微型动物同一个种与对应污泥活性之间的相关性不同(表3).为了使所筛选的指示生物对含酚废水活性污泥处理工艺的操作运行具有实际指导意义,选择含苯酚进水系统(即试验系统)作为分析对象,以筛选出含酚废水活性污泥法处理过程中对污泥TTC-ETS活性具有指示价值的微型动物种.

在试验过程观察到的活性污泥微型动物群落物种中与污泥活性显著相关的种只有针棘匣壳虫(Centropyxisaculeata,r=-0.628,P<0.05),说明针棘匣壳虫的大量繁殖,预示着处理含酚废水的污泥活性低.此外,其他微型动物种如湖累枝虫(Epistylislacustris,r=0.371,P=0.173)、多变斜板虫(Plagiocampamutabilis,r=-0.403,P=0.137)、软波豆虫(Bodolens,r=0.418,P=0.121)、跳侧滴虫(Pleuromonasjaculans,r=0.438,P=0.102)等与污泥活性也存在明显的相关性(|r|为0.3~0.5),也可作为含酚废水处理过程中污泥活性的指示生物.

以前的研究都是通过筛选与废水处理指标紧密相关的微型动物种作为活性污泥处理性能某些指标的指示生物[9,43~45],而本研究说明某些微型动物种与污泥ETS活性之间存在着明显的相关性,即也可作为活性污泥废水处理过程中ETS活性的指示生物.

3探讨与结论

(1)比较分析TTC-ETS活性及INT-ETS活性等两个ETS活性指标结果表明,污泥TTC-ETS活性能够更有效表征苯酚对污泥活性的影响,且随着进水苯酚浓度的增大,苯酚对污泥活性的抑制越明显,如50mg˙L-1进水条件下,苯酚对污泥活性的抑制率为(20.75±10.43)%,而300mg˙L-1进水运行后期,其抑制率稳定在40%左右.

(2)苯酚对活性污泥微型动物群落结构的影响随浓度的增大而增大,且对不同微型动物类群影响不同.在50mg˙L-1进水条件下,苯酚只对有壳变形虫存在明显的抑制作用,而进水浓度增大至100mg˙L-1时,苯酚对固着型纤毛虫、有壳变形虫、微型后生动物等类群以及整个微型动物群落均产生显著性影响.当进水浓度为300mg˙L-1时,苯酚对匍匐型纤毛虫、肉食性纤毛虫的生长繁殖均有明显的抑制作用,而对鞭毛虫的生长却存在明显的促进作用.

(3)苯酚对活性污泥微型动物群落结构的动态变化有影响,且进水浓度不同对微型动物群落结构动态随时间变化的影响程度不同.随着苯酚浓度的增大,某些微型动物会形成胞囊自我保护,这种自我保护的生存机制可能是影响微型动物群落结构动态变化的原因之一,但进水苯酚浓度过高(>300mg˙L-1)时,会导致这种生存机制逐渐失效.

(4)苯酚影响下的污泥活性与微型动物之间存在某种程度的关联,某些微型动物种可作为污泥活性大小的指示生物,如针棘匣壳虫(Centropyxisaculeata)的大量繁殖,预示着处理含酚废水的污泥活性低;湖累枝虫(Epistylislacustris)多度与污泥活性呈明显的正相关关系(r=0.371,P=0.173),可作为污泥活性高的指示生物等.

来源及作者:安徽工业大学建筑工程学院;胡小兵、饶强、唐素兰、姜晶、谢瑞桃、郝文静、钟梅英

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