微量左氧氟沙星对UASB处理生活污水效果的影响试验研究

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生活污水中有机污染物所蕴含的化学能是一种潜在的能源。这种潜能如果被回收利用,能够实现未来的城市污水处理厂“能量自给”甚至“能量输出”的蓝图。厌氧工艺作为碳源捕获及能源回收的核心阶段,其效能容易受生活污水成分的影响。左氧氟沙星作为生活污水中PPCPs的一类典型的有机污染物,对厌氧工艺的影响不容忽视。本文以含有左氧氟沙星的生活污水为研究对象,采用上流式厌氧污泥床(UASB)作为能源回收或碳源回收的厌氧工艺,分别考察微量左氧氟沙星对中温及高温厌氧工艺的COD去除率、VFAs的产生状况、微生物活性以及微生物体内抗性基因的产生状况的影响。UASB反应器在中温条件下成功启动,COD去除率达到87%左右,SMA值稳定在0.3LCH4/gVSS·d左右。在中温厌氧条件下,10 ug/L及1 mg/L左氧氟沙星对厌氧工艺反应器的COD去除率、pH、VFAs含量以及系统产气量均有影响。相比之下,1 mg/L的左氧氟沙星的抑制作用更明显,各项指标波动更大,但经过一段时间的运行,左氧氟沙星的抑制作用很快消除。两种浓度下,中温厌氧工艺分别在20天和26天后达到稳定状态,COD去除率为87%左右,pH为6.87.2,VFAs浓度约为200 mg/L,系统产气量为3010 mL/d左右,SMA值逐渐恢复至0.3012 LCH4/gVSS·d左右。2、3号反应器左氧氟沙星的去除率分别为16%和26%左右。2、3号反应器内均能够检测出gyrA和gyrB抗性基因的存在,并且2、3号反应器内gyrA和gyrB抗性基因的含量均随着运行时间的增加而减少。左氧氟沙星的浓度越大,gyrA和gyrB抗性基因的含量就越大。在高温厌氧条件下,3个反应器的COD去除率、pH、系统产气量以及SMA值均呈现先增大最后趋于稳定的现象。3个反应器系统均在7天后达到稳定状态,COD去除率为89%左右,pH为7.32左右,VFA浓度约为100 mg/L,系统产气量为3512 mL/d左右,SMA值为0.331 LCH4/gVSS·d左右。2、3号反应器左氧氟沙星的去除率分别为54%和44%左右。2、3号反应器内gyrA和gyrB抗性基因的含量随着运行时间的增加而减少,3号反应器内gyrA和gyrB抗性基因的含量高于2号反应器。相比于中温厌氧过程,高温厌氧过程中,COD去除率和pH更高,VFAs含量以及gyrA和gyrB抗性基因的含量更低,系统产气量以及SMA值更高,但中温厌氧过程的系统产气量以及SMA更加稳定。高温厌氧过程更有利于左氧氟沙星的降解以及控制gyrA和gyrB抗性基因的污染。高温厌氧过程能够实现生活污水碳源的捕获同时显著去除微量左氧氟沙星以及显著削减其抗性基因,这为污水资源化工艺的稳定运行,为左氧氟沙星废水的厌氧生物处理提供技术参考,具有较高的学术意义和工程价值。
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