高盐度废水处理工艺

在盐度的影响下,微生物群落的优势菌群变化很大.

Cl^-浓度为0时,古菌中的优势菌属是Methanoregula与Methanothrix,分别占总数的50.01%与32.59%,而当Cl-浓度达到5000mg˙L^-1,占据优势的菌属则是Methanobacterium(57.5%),Methanospirillum(21.9%)和Methanothrix(13.91%).Methanoregula属于广古菌门(β-Euryarchaeota)甲烷微菌目(β-Methanomicrobiales),主要代谢底物是H₂、CO₂.

Methanothrix之前曾用名是Methanosaeta,属于专性乙酸营养型产甲烷古菌,有研究显示Methanosaeta适于在高负荷下生长.Methanobacterium属于广古菌门甲烷杆菌目(β-Methanobacteriales),可以利用H₂、甲酸盐、甲醇等底物生产甲烷,Methanospirillum属于广古菌门甲烷微菌目,其主要代谢底物为甲酸.Methanoregula,Methanothrix,Methanobacterium,Methanospirillum等都是厌氧消化器中常见的产甲烷菌属.

在细菌群中,Cl^-浓度为0时的门水平上的主要菌群是β-Chloroflexi(23.86%),β-Proteobacteria(18.99%),β-Bacteroidetes(11.27%),当Cl^-浓度达到5000mg˙L^-1,占据主体的菌群则变为β-Bacteroidetes(29%),β-Proteobacteria(23.17%)和β-Firmicutes(18.06%).在属水平上没有特别优势的菌属,在两个不同阶段优势最大的细菌分别是Longilinea(7.49%)与Paludibacter(7.69%).

Longilinea属于绿弯菌门(β-Chloroflexi)的厌氧绳菌目(β-Anaerolineales),可代谢多种碳水化合物.Paludibacter属于拟杆菌门(β-Bacteroidetes)的紫单胞菌科(β-Porphyromonadaceae),能发酵多种单糖和二糖产丙酸、乙酸和少量丁酸.

当Cl-浓度为0时,在细菌的测序分析中发现了古菌的β-Euryarchaeota,因为细菌与古菌的16SrDNA基因序列有较高的同源性,在对细菌测序分析时也有可能发现古菌,β-Euryarchaeota在Cl-浓度达到5000mg˙L-1时在细菌的测序中不再占据优势,表明盐度的增高影响了古菌的生长.

(1)在COD容积负荷为3.267kg˙(m3˙d)-1的运行条件下,EGSB反应器在Cl-浓度小于7500mg˙L-1时运行效果较好,随着Cl-浓度的提高,反应器运行效果基本表现出波动后提升的变化.

最终Cl-浓度在7500mg˙L-1时,反应器的COD平均去除率在98.1%,容积产气率能够基本稳定在1.3m3˙(m3˙d)-1以上.在盐度驯化后,适当提高盐度能够提高反应器的运行效果.

(2)保持反应器COD容积负荷为3.267kg˙(m3˙d)-1,反应器中的厌氧颗粒污泥对于0~7500mg˙L-1范围内的Cl-浓度体现出良好的适应性,大颗粒污泥在盐度提升的影响下仍然占据反应器颗粒污泥的主体,而在Cl-浓度短暂提升到10000mg˙L-1的冲击下,粒径较小的颗粒污泥容易受到影响,出现解体现象.

同等粒径范围内厌氧颗粒污泥的沉降性能在高盐废水的影响下有小幅度的提升,并且大颗粒污泥的沉降速度保持在60m˙h-1以上.

(3)盐度影响了厌氧颗粒污泥中微生物的类群分布,群落中优势菌群的变化很大.

当Cl-浓度由0增加到5000mg˙L-1,古菌群中的优势菌群由Methanoregula(50.01%)和Methanothrix(32.59%)变为Methanobacterium(57.5%),Methanospirillum(21.9%)和Methanothrix(13.91%);细菌群中,原本数量较多的Longilinea(7.49%)受盐度影响丰度降低,Paludibacter(7.69%)成为占据优势的菌群.

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