以新型陶粒為填料的厭氧-好氧串聯(lián)生物濾池在四環(huán)素廢水處理中的應用研究.pdf

1、本研究將裝填有新型輕質煤渣和污泥陶粒的升流式厭氧-好氧串聯(lián)生物濾池系統(tǒng)(UAF-UBAF)用于四環(huán)素(TET)合成廢水的處理。實驗中對兩種新型陶粒的各種性能進行了測試，探討了陶粒在廢水處理中的優(yōu)越性。處理四環(huán)素廢水過程中，分別測試了提高有機物濃度和四環(huán)素濃度以及冬季低溫環(huán)境(＜16℃)對UAF-UBAF系統(tǒng)的影響。在最佳運行階段，使用高通量技術對系統(tǒng)中微生物的種類，比例，多樣性和功能性群落進行分析，深入研究了廢水中不同物質的降解機理。最

2、后添加鐵碳微電解預處理，探究了裝填新型鐵碳陶粒的反應器在處理四環(huán)素廢水時的最佳運行條件。
　　具體來說，經(jīng)過測試，兩種新型輕質陶粒的物理性質均符合國家標準，其具有粗糙的表面，較低的堆積和顆粒密度，較大的空隙率和較為穩(wěn)定的晶體結構。新型陶粒的應用使UAF和UBAF的啟動時間分別縮短至42天和10天。與傳統(tǒng)的生物處理反應器相比較，串聯(lián)UAF-UBAF系統(tǒng)在運行過程中表現(xiàn)出處理效率高，有機負荷高，抗沖擊性強和四環(huán)素耐受能力強的優(yōu)點，并且

3、冬季的低溫環(huán)境對反應器的運行基本沒有影響。當進水COD和NH4-N分別為4000和200 mg/L時，進水TET為45 mg/L是UAF-UBAF系統(tǒng)運行的最佳條件。在此條件下，最終出水COD，NH4-N和TET的去除率能夠分別達到97％，99％和89％。
　　為了更好地解釋UAF-UBAF系統(tǒng)對四環(huán)素廢水的良好去除效果，分析了系統(tǒng)內微生物種類，多樣性及群落結構的變化規(guī)律。結果顯示廢水中不同廢物的主要去除過程發(fā)生在反應器高度為0-

4、80 cm的范圍內。生物膜中EPS的含量隨高度的增大而降低，在同一高度范圍內，UAF生物膜中EPS的濃度要大于UBAF中EPS的濃度。根據(jù)系統(tǒng)中優(yōu)勢種群的分析結果，降解四環(huán)素的主要細菌是Comamonadaceae， Thauera和Sinobacteraceae。在UAF的下部主要發(fā)生厭氧水解階段的生物化學反應，而UAF的上部主要發(fā)生厭氧乙酸化和甲烷化階段的反應。UBAF中微生物的種類主要由厭氧類細菌向好氧類細菌轉化。另外，隨著四環(huán)素

5、的一步步降解，系統(tǒng)中微生物的多樣性逐漸增加。
　　為進一步增強UAF-UBAF系統(tǒng)處理四環(huán)素廢水的能力，減少抗性細菌的產生，使用以粉煤灰和廢鐵屑為原料的新型燒結型(SFC)和免燒型(SFFC)鐵碳陶粒對四環(huán)素廢水進行微電解預處理。實驗中對陶粒的物理性質等進行了測試并探究了pH，HRT和曝氣強度對四環(huán)素降解效果的影響。結果顯示燒結型和免燒型陶粒的各項性質均符合國家標準，適合應用于廢水處理。SFC反應器的最佳運行條件為:pH為3，HR

6、T為7h，A/O為10∶1;SFFC反應器的最佳運行條件為:pH為2，HRT為7h，A/O為15∶1。通常來看，SFC的處理效果要好于SFFC，但SFFC的抗板結性和周期循環(huán)性要好于SFC。經(jīng)過微電解預處理后，兩個反應器中四環(huán)素廢水的可生化性均顯著改善，進一步增強了UAF-UBAF處理四環(huán)素的能力。
　　本研究以污泥，煤渣等固體廢物為原料制備了兩種輕質陶粒，確定了新型UAF-UBAF系統(tǒng)處理四環(huán)素廢水的最優(yōu)條件，詳細描述了四環(huán)素廢