双氧水协同生化法强化处理印染废水

图7α多样性指标的稀释曲线

2.6.2反应体系内微生物菌群结构分析

本实验运行期的A段反应器污泥和O段反应器污泥,采用宏基因组16SrDNA宏基因测序分析技术,对反应体系内微生物的菌群结构特征进行研究,其结果如图8和表4所示.

图8反应体系内微生物的菌群组成(门水平)

表4反应体系内微生物的菌群特性(门水平

从图8和表4可知,通过对比该反应体系在接种期和运行期时的微生物在门水平下的菌群结构和丰度变化,发现不同时期,不同生化段的微生物菌群结构有着显著差异.

反应体系在接种期间,除5.1%未检出或未识别的菌门,种泥微生物共包括49个菌门,其中>1%的共有11个菌门(如表4).其中变形菌门Proteobacteria和绿弯菌门Chloroflexi所占比例达到51.0%,为种泥中的绝对优势菌门.其次,各菌门根据菌种丰度含量大小依次为：变形菌门Proteobacteria>绿弯菌门Chloroflexi>硝化螺旋菌门Nitrospirae>浮霉菌门Planctomycetes>放线菌门Actinobacteria>酸杆菌门Acidobacteria>拟杆菌门Bacteroidetes>疣微菌门Verrucomicrobia.

反应体系在运行期间,除7.5%未检出或未识别的菌门,水解酸化A段共包括51个菌门,比接种期种泥多了2个菌门,其中>1%的共有11个菌门.其中变形菌门Proteobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes所占比例分别为27.0%和14.5%,成为水解酸化A段的优势菌门.其次,各菌门丰度含量大小依次为：变形菌门Proteobacteria>拟杆菌门Bacteroidetes>疣微菌门Verrucomicrobia>厚壁菌门Firmicutes>芽单胞菌门Gemmatimonadetes>酸杆菌门Acidobacteria>梭杆菌门Fusobacteria>OD1>绿弯菌门Chloroflexi>绿菌门Chlorobi>放线菌门Actinobacteria>OP3>广古菌门Euryarchaeota(=BRC1)>黏胶球形菌门Lentisphaerae(=浮霉菌门Planctomycetes=装甲菌门Armatimonadetes).有研究表明,拟杆菌门Bacteroidetes和厚壁菌门Firmicutes广泛存在于染料废水处理中的水解酸化段,这两个菌门主要用于染料色度的去除.本研究结果与这些报道结果之间既存在共同点,也存在差异.

反应体系在运行期,除6.9%未检出或未识别的菌门,接触氧化O段共包括30菌门,比接种期种泥少了19个菌门,其中>1%的共有11个菌门.其中变形菌门Proteobacteria和浮霉菌门Planctomycetes所占比例分别为18.9%和26.2%,成为接触氧化O段的优势菌门.其次,各菌门丰度含量大小依次为：浮霉菌门Planctomycetes>变形菌门Proteobacteria>酸杆菌门Acidobacteria>疣微菌门Verrucomicrobia>绿弯菌门Chloroflexi>芽单胞菌门Gemmatimonadetes>装甲菌门Armatimonadetes>放线菌门Actinobacteria>BRC1>硝化螺旋菌门Nitrospirae(=TM6).

综上,水解酸化A段微生物从接种期到运行期,菌群结构发生了显著变化,其优势菌门主要为变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和疣微菌门Verrucomicrobia,这3个菌门所占比例达到51.3%.接触氧化O段微生物从接种期到运行期,菌群结构同样发生了显著变化,其优势菌门主要为浮霉菌门Planctomycetes、变形菌门Proteobacteria和酸杆菌门Acidobacteria,这3个菌门所占比例达到53.9%.

3结论

(1)将双氧水投加到水解酸化A段中,投加体积分数3mL˙L-1、投加量100.0mL、流速0.67mL˙min-1、投加频率1次˙d-1,可显著强化水解酸化和接触氧化的生化处理能力.

(2)双氧水协同水解酸化-接触氧化可对印染废水中的特征污染物进行有效处理.其中,COD平均去除率为89.8%;氨氮平均去除率达到96.7%;PVA平均去除率为87.4%;染料平均脱色率为92.1%.

(3)水解酸化A段和接触氧化O段的微生物从接种期到运行期,菌群结构均发生了显著变化.其中,水解酸化A段优势菌门主要为变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和疣微菌门Verrucomicrobia;接触氧化O段优势菌门主要为浮霉菌门Planctomycetes、变形菌门Proteobacteria和酸杆菌门Acidobacteria.

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