微生物產(chǎn)電強化ABR反應(yīng)器對偶氮染料廢水的脫色脫毒.pdf

1、偶氮染料是指分子結(jié)構(gòu)中含有-N=N-雙鍵的化合物，由于其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且脫色產(chǎn)物往往為毒性更高的芳香胺類污染物，含偶氮染料的廢水已成為當前廢水處理的重點和難點之一。厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)改善了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器的水力條件、啟動速度、微生物截留和分化能力而被廣泛應(yīng)用于廢水處理。然而，偶氮染料廢水經(jīng)過ABR處理后其COD和色度仍然較高，且生物毒性增強。大量研究表明，微生物產(chǎn)電呼吸可以強化污染物的降解轉(zhuǎn)化。厭氧活性污泥中存在著大量可以利用電

2、極作為電子受體呼吸產(chǎn)電、耦合有機污染物降解轉(zhuǎn)化的微生物。由此推測，當向ABR中加入電極作為微生物厭氧呼吸的電子受體，實現(xiàn)微生物產(chǎn)電，可能會提高反應(yīng)體系中提高功能微生物的豐度和活性從而促進偶氮染料的脫色和脫毒。
　　為了驗證這一假說，我們在一組總?cè)莘e為3.6L、三格室的ABR的每一格室中各加入一套MFC電極，構(gòu)建ABR-MFC耦合反應(yīng)器。反應(yīng)器在常溫下連續(xù)運行，運行周期為96d，AO7濃度以200、400、800mg/L的濃度梯度逐

3、級提升，HRT為2d。以酸性橙7(AO7)為實驗染料，跟蹤監(jiān)測了ABR和ABR-MFC中偶氮染料的脫色、降解及其產(chǎn)物的生態(tài)毒性。結(jié)合微生物群落結(jié)構(gòu)和功能活性變化特點，研究微生物產(chǎn)電對ABR中偶氮染料降解的影響，獲得以下主要結(jié)果:
　　微生物產(chǎn)電呼吸顯著提高了ABR對AO7的脫色、降解和脫毒作用。在進水濃度為400 mg/L時，廢水中色度和可溶性COD的去除率在ABR-MFC中分別達到96.3％±1.7％和72.8％±2.5％，而在

4、不產(chǎn)電的ABR反應(yīng)器中的去除率則分別為90.7％±1.4％、66.9％±2.4％?；趯Υ笮蜏械亩拘孕?yīng)顯示，ABR-MFC能顯著降低染料廢水的毒性。同時，在一定的AO7進水濃度下，微生物產(chǎn)電時反應(yīng)器中的單位生物量略低于對照組，但反應(yīng)器的脫氫酶活略高于對照組，有一定的促進作用。
　　微生物產(chǎn)電過程顯著改變了ABR中土著微生物的群落結(jié)構(gòu)，且在產(chǎn)電條件下三個格室中的微生物群落結(jié)構(gòu)最終趨向于一致。其中，ABR-MFC三格室中豐度較大的微

5、生物均以假單胞菌屬（Pseudomonas sp.）、芽孢乳桿菌屬（Sporolactobacillus sp.）和梭菌屬（Clostridium sensustricto sp.）為主;而不產(chǎn)電的ABR第一格室中的優(yōu)勢菌群還包括甲烷桿菌屬（Methanobacterium sp.），第三格室則存在弓形菌屬（Arcobacter sp.）。
　　綜上所述，本研究通過創(chuàng)新性地向處理偶氮染料廢水的ABR中加入電極構(gòu)建耦合反應(yīng)器，結(jié)合環(huán)