论文部分内容阅读
造纸行业是工业用水大户,也是污染大户。造纸废水生物处理及其产生的剩余污泥的处置问题至今没有良好的解决办法,这些问题成为了限制造纸行业可持续发展的瓶颈。论文的目的是通过研究瘤胃菌厌氧降解造纸废水中有机物和污泥的性能、微生物群落结构的变化过程以及瘤胃菌适合的工艺条件等,为考察瘤胃菌提高造纸废水生物处理效率和污泥资源化提供科学依据和技术支持。论文采用水解酸化-好氧MBR工艺处理造纸中段废水,研究瘤胃菌厌氧水解酸化处理造纸废水的工艺性能及处理效率；采用完全混合式厌氧反应器(CSTR),研究瘤胃菌厌氧消化造纸污泥的降解特性、产VFAs效率。在整个实验过程中,采用批次实验和连续实验的方法,模拟瘤胃菌在牛瘤胃内的生存环境条件(温度39±1℃,pH=6-7)在体外进行培养驯化,利用气相色谱检测了反应产物VFAs的主要成分及相应CH4产率,测定了反应过程中SCOD、MLSS、MLVSS、色度等数据的变化,利用MiSeq测序技术研究了瘤胃菌菌群结构、动态变化过程及稳定性,探讨瘤胃微生物处理造纸废水及污泥的技术可行性。利用瘤胃菌水解酸化造纸中段废水,研究瘤胃菌对造纸废水酸化性能。在污泥浓度(MLSS)为2500mg/L,污泥停留时间(SRT)为9天,水力停留时间(HRT)为27h的条件下,虽然SCOD去除率不高,只有15%左右,但VFAs基本稳定在200 mg／L左右,BOD/COD比值从0.34提高到0.45-0.5之间,为后续好氧生化处理创造了有利条件。通过连续运行三个月的厌氧酸化-好氧MBR系统,出水COD平均去除率达到91.9%,出水COD<100mg/L,色度平均去除率75.6%,TSS平均去除率90.4%。其出水水质除色度外均可达到我国《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)。采用瘤胃菌连续厌氧消化造纸污泥,在进料浓度为10%,SRT为20天的条件下,平均产气量为280.2mL/g·TS,平均池容产气率为1188.4 mL/L·d,沼气中平均甲烷含量为65.1%,平均二氧化碳含量为34.2%,说明瘤胃菌比普通接种污泥产甲烷效率高。通过Illumina MiSeq测序技术测定瘤胃液中瘤胃菌群多样性研究结果表明：瘤胃微生物可以在体外进行培养驯化,形成稳定的新的菌落结构,能够有效降解造纸废水及造纸污泥中有机污染物,为厌氧生物处理造纸废水及污泥提供了新的菌种和新途径。