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果汁废水处理中厌氧反应器的运行与颗粒污泥微生物多样性研究

作　者: 赵雅杰
导　师: 刘永红
学　校: 西安工程大学
专　业: 化学工艺
关键词: EGSB 二次启动果汁废水低碱度微生物多样性
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

果汁废水是目前渭河流域的主要污染源之一。其具有水质水量随季节变化大、浓度高、排放量大、水质偏酸等特点，特别是废水COD、SS和酸度均较高。若不经处理直接排放，将会导致水体有机酸大量积累，水质环境严重恶化，威胁人体健康并制约相关工业发展。因此寻找一条果汁废水资源化的处理工艺，已成为现阶段环保领域亟待解决的重要课题。在仔细研读国内外果汁废水处理最新研究成果的基础上，结合陕西省果汁生产废水处理现状，本实验小组运用“EGSB+SBR”联合工艺对果汁废水的处理展开了深入的工艺研究。本论文主要研究内容包括EGSB反应器的初次启动与二次启动、处理果汁废水厌氧反应器的驯化与反应器低碱度运行规律、厌氧颗粒污泥的微生物多样性三个方面。本论文主要研究结论如下：①反应器的初次启动与二次启动研究：两个阶段均以葡萄糖配水连续进水。初次启动阶段采用低负荷进水方式，逐步提高负荷。经174天的运行，容积负荷达到13.69kgCOD/(m3·d)，COD去除率达到80%以上；二次启动采用高负荷进水方式，仅耗时16天，容积负荷即达到10.95kgCOD/(m3·d)，反应器状态稳定，COD去除率达到80%以上，实现了反应器的二次快速启动。②处理果汁废水厌氧反应器的驯化与反应器低碱度运行研究：通过提升果汁废水的配比对反应器进行驯化实验。反应器运行23天后果汁废水进水COD为4500mg/L，容积负荷达到4.02kgCOD/(m3·d)，COD去除率达到95%以上，出水COD、BOD5、SS均达到陕西省《浓缩果汁加工业污染物排放标准》(DB61/421-2008)B类排放标准。果汁废水是高浓度酸性废水，厌氧处理前常需消耗大量碱中和，故加药费用占据了废水处理成本中很大的一部分。为达到降低果汁废水处理成本的研究目的，实验采用出水回流的方式稀释进水浓度，以降低反应器对碱度的需求。结果表明当循环比为3:1时，无需投加NaHCO3，反应器即可有效处理COD浓度为6000mg/L以上的果汁废水并保持稳定运行，COD去除率达到95%以上。③处理果汁废水厌氧颗粒污泥的微生物多样性研究：传统“黑箱”研究模式是从COD去除率、产气量、颗粒污泥的粒径及产甲烷活性角度衡量厌氧反应器处理废水的效果。而运用分子生物学技术从颗粒污泥的微生物组成角度展开研究，变传统的“黑箱”模式为“灰箱”研究模式，可为厌氧反应器应用奠定生物学基础。本论文比选确定了适合厌氧颗粒污泥中微生物总DNA的提取方法，并使用PCR-DGGE对厌氧颗粒污泥细菌多样性进行了分析。结果表明：用于处理果汁废水的厌氧颗粒污泥中细菌可以分为厌氧氨氧化细菌、水解发酵细菌、同型产乙酸菌及硫酸盐还原菌四大类，含量分别为细菌总数的19.59%、43.44%、22.48%和14.31%。

果汁废水处理中厌氧反应器的运行与颗粒污泥微生物多样性研究

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