高濃度造紙廢水厭氧處理中顆粒污泥的微生物群落結(jié)構(gòu)及形成的研究.pdf

1、造紙行業(yè)是與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展關(guān)系密切的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)。造紙工業(yè)廢水排放量占全國(guó)工業(yè)廢水總排放量的16.99％。近年來，廢紙?jiān)偕旒埑蔀樵旒埿袠I(yè)的主流，廢紙漿比例已占紙漿比例的56％。處理高濃度廢紙漿造紙廢水的主流工藝是厭氧－好氧工藝，其中高效厭氧處理器是最關(guān)鍵的設(shè)備，厭氧處理器啟動(dòng)的關(guān)鍵是高效的菌種一顆粒污泥。目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)行較好的厭氧處理器及顆粒污泥均從國(guó)外進(jìn)口。因此開發(fā)高效的專屬微生物菌種及先進(jìn)的厭氧反應(yīng)器是我國(guó)造紙行業(yè)污染

2、治理的當(dāng)務(wù)之急。本研究針對(duì)高濃度廢紙漿廢水生物處理的重要工段一厭氧塔生物處理（UASB），采用PCR-RFLP方法對(duì)該工段所形成的的厭氧顆粒污泥的微生物群落結(jié)構(gòu)和組成比例進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，該厭氧顆粒污泥中主要的產(chǎn)甲烷古菌有2種，甲烷毛狀菌和Uncultured Euryarchaeote gene，其中甲烷毛狀菌占75.34％，占絕對(duì)多數(shù)。另外，檢測(cè)到的厭氧細(xì)菌中Rumen bacterium占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的3.16％。Therm

3、acetogenium sp占了非產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的4.21％。Ruminococcus albus占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的3.16％。Flavobacterium sp占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的6.32％。Clostridium islandicum占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的7.37％。Cytophagales占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的6.32％。Lachnospiraceae bacterium占不產(chǎn)甲烷菌總數(shù)的30.53％。 對(duì)上述確認(rèn)的各主要微生物在廢水

4、降解過程中所起的作用進(jìn)行了分析，建立了不同微生物種屬與其降解嗜好性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，提出了厭氧顆粒污泥形成是基于某些微生物的特性，自發(fā)形成的微生物群落聚集體這一觀點(diǎn)。根據(jù)生態(tài)群落調(diào)查并結(jié)合反應(yīng)器運(yùn)行特征指出甲烷毛狀菌（Methanosaeta concilii）在顆粒污泥形成過程中的重要作用，甲烷八疊球菌（Methanosarcina）不是顆粒污泥形成的關(guān)鍵菌種；肯定了纖維素的水解作用是甲烷發(fā)酵的限制性步驟；對(duì)形成的厭氧顆粒污泥通

5、過掃描電鏡進(jìn)行了微觀觀察，發(fā)現(xiàn)在形成的顆粒中聚集著大量的桿狀、絲狀菌和部分球菌，這些桿狀、絲狀菌對(duì)顆粒的形成可能起著橋架作用。這一顯微觀察結(jié)果與生態(tài)群落調(diào)查中含高濃度的甲烷毛狀菌相當(dāng)吻合。 在實(shí)驗(yàn)室條件下，研究了pH、溫度、Ca2+離子濃度、廢水COD濃度等條件對(duì)顆粒形成的影響，結(jié)果表明，pH值的調(diào)控建議控制在7.0～7.8之間，最佳為7.0，盡量避免在酸性范圍內(nèi)；反應(yīng)器控制的最佳溫度為38℃，而不是通常的35℃，溫度可以控制在