uasb反应器处理烟草薄片废水的参数调控及微生物种群结构变化研究.doc

uasb反应器处理烟草薄片废水的参数调控及微生物种群结构变化研究


1.97万字 50页 原创作品，通过查重系统



摘 要
我国是世界上最大的烟草生产国和消费国，分别占世界总产量的30%和总销量的38%。近年来，为了提高烟草品质和节约烟草种植面积，烟草薄片的生产量逐年提高。目前，我国已经建成11个烟草薄片生产基地，年生产量达45-50万吨。然而，烟草薄片生产废水的产生比例很高，约为1t（薄片）: 70m3（废水）。该废水除了具备造纸废水的一般特征外，其烟碱含量很高，属于难处理高浓度有机废水。鉴于烟碱对生物与生态的毒性效应，烟草薄片生产废水中的烟碱污染问题日趋突出，已对周边的人群健康和生态安全构成威胁。因此，如何科学处理烟草薄片废水，降低其烟碱含量，减轻其生态危害是亟待解决的科学问题。
本文运用实验室模拟的UASB反应器对烟草薄片废水进行生物处理，并对该生物反应器展开工程调控与微生物学机理的相关研究。实验中，对接种的颗粒污泥进行培养和驯化后，针对其烟碱降解率不高的现状，植入烟草污染多年的深层土壤，并调节UASB反应器，寻找烟碱降解最适宜的水力停留时间、pH、温度、颗粒污泥上升流速和有机污染负荷。另外，本文还针对不同浓度的烟碱和反应底物中氮的赋存形式对颗粒污泥产生二氧化碳、甲烷等和其降解能力展开了研究。
结果表明：接种污泥在实验室中可以驯化为适合烟草薄片废水反应的颗粒污泥。通过深层烟碱土壤的植入和对UASB反应参数的调控，找到最优参数。UASB的最佳反应参数，是当水力停留时间为18h，进水pH为6.5-7.0，反应温度为36-38℃，颗粒污泥上升流速为0.8m/h，有机污染负荷为1000-2000mg/L下运行时，最优参数时烟碱降解率可以达到85%以上。另外，随着烟碱浓度不断提高，会更加抑制CO2的释放。另外对于产生CH4 的情况，烟碱浓度低于100mg/L时，会抑制甲烷的产生，当烟碱浓度大于100mg/L以上时，对产甲烷有促进作用。对于底物氮的不同的赋存形式，对不同气体的产生也有不同的影响。硝氮抑制CH4的产生，氨氮基本不会产生影响。另外，两种氮的存在形式，都会对二氧化碳有促进作用，还有在两者的比例相同时，二氧化碳的释放速率最大。最后，在颗粒污泥的过程中，微生物种群变化明显，一部分成为优势菌，到达72天的驯化期时，驯化前的微生物和驯化后的微生物遗传种群相似性仅为仅为39.5%。这些结果对烟草薄片废水对微生物种群变化的研究有重要作用。



关键词：烟草薄片废水；UASB厌氧反应器；颗粒污泥；PCR-DGGE