高濃度造紙廢水厭氧處理中顆粒污泥的微生物群落結構及形成的研究.pdf

1、造紙行業(yè)是與國民經濟和社會事業(yè)發(fā)展關系密切的重要基礎原材料產業(yè)。造紙工業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)廢水總排放量的16.99％。近年來，廢紙再生造紙成為造紙行業(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鍵的設備，厭氧處理器啟動的關鍵是高效的菌種一顆粒污泥。目前，國內運行較好的厭氧處理器及顆粒污泥均從國外進口。因此開發(fā)高效的專屬微生物菌種及先進的厭氧反應器是我國造紙行業(yè)污染

2、治理的當務之急。本研究針對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方法對該工段所形成的的厭氧顆粒污泥的微生物群落結構和組成比例進行了分析。結果表明，該厭氧顆粒污泥中主要的產甲烷古菌有2種，甲烷毛狀菌和Uncultured Euryarchaeote gene，其中甲烷毛狀菌占75.34％，占絕對多數(shù)。另外，檢測到的厭氧細菌中Rumen bacterium占不產甲烷菌總數(shù)的3.16％。Therm

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

4、降解過程中所起的作用進行了分析，建立了不同微生物種屬與其降解嗜好性的對應關系。在此基礎上，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。根據(jù)生態(tài)群落調查并結合反應器運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；對形成的厭氧顆粒污泥通

5、過掃描電鏡進行了微觀觀察，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、絲狀菌對顆粒的形成可能起著橋架作用。這一顯微觀察結果與生態(tài)群落調查中含高濃度的甲烷毛狀菌相當吻合。 在實驗室條件下，研究了pH、溫度、Ca2+離子濃度、廢水COD濃度等條件對顆粒形成的影響，結果表明，pH值的調控建議控制在7.0～7.8之間，最佳為7.0，盡量避免在酸性范圍內；反應器控制的最佳溫度為38℃，而不是通常的35℃，溫度可以控制在