有毒物質(zhì)對兩相UASB的溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)的代謝影響研究.pdf

1、越來越多的研究者指出，大部分廢水生物處理出水中的化學(xué)需氧量(Chemicaloxygen demand，COD)的主要成分為微生物新陳代謝產(chǎn)生的溶解性微生物產(chǎn)物(Solublemicrobial products，SMP)?，F(xiàn)有SMP研究主要集中在好氧生化系統(tǒng)中，然而在工業(yè)污水厭氧處理系統(tǒng)中的研究較少。隨著工業(yè)廢水的厭氧處理技術(shù)應(yīng)用日趨廣泛，且厭氧處理出水的SMP對后續(xù)工藝存在許多不良影響，因此開展工業(yè)廢水厭氧處理的SMP研究對于優(yōu)化處

2、理工藝和提高廢水的生物處理效率具有極其重要的意義。
　　本課題在總結(jié)國內(nèi)外對厭氧生物處理SMP產(chǎn)生研究的基礎(chǔ)上，運用兩相厭氧工藝處理人工模擬工業(yè)廢水（無脅迫狀態(tài)，脅迫狀態(tài)—重金屬類和有毒有機物類），考察產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相在這三種條件下溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)的產(chǎn)生來源和變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究兩相厭氧處理以葡萄糖為基質(zhì)的模擬廢水條件下產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相SMP的產(chǎn)生情況。根據(jù)對產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相出水中SMP的量

3、和組分定性定量分析，推出產(chǎn)酸相是SMP的積累階段，其中產(chǎn)生大量多糖和蛋白質(zhì)，DNA較少，此外還包括烷烴、酯類、醇類、氨基化合物、甚至苯系物等;產(chǎn)甲烷相是SMP的代謝階段，同時也是積累階段，它代謝掉大部分多糖，生成較多的蛋白質(zhì)和DNA，還會代謝掉一部分烷烴、酯類、醇類、氨基化合物、苯系物，生成更復(fù)雜的物質(zhì)。從相對分子質(zhì)量分布來看，產(chǎn)酸相出水的SMP呈“雙峰”分布，中等分子量(1k～10kDa)的物質(zhì)和高分子量物質(zhì)(≥10kDa)居多。產(chǎn)甲

4、烷相會較多的代謝掉產(chǎn)酸相產(chǎn)生的中等分子量(1k～10kDa)物質(zhì)，同時積累小分子量物質(zhì)(≤1kDa)和高分子量物質(zhì)(≥10kDa)，形成“三峰”分布。
　　(2)研究兩相厭氧處理以葡萄糖為基質(zhì)、Ni(Ⅱ)為典型重金屬的模擬工業(yè)廢水條件下產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相SMP的產(chǎn)生情況。通過設(shè)置不同濃度梯度的Ni(Ⅱ)，監(jiān)測厭氧反應(yīng)器的適應(yīng)情況和測定SMP的組分，發(fā)現(xiàn)5mg/L的Ni(Ⅱ)對產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相均有促進(jìn)作用，此時SMP主要由基質(zhì)代謝和細(xì)

5、菌外排協(xié)同產(chǎn)生，其中蛋白質(zhì)增長明顯，表面蛋白質(zhì)在應(yīng)對重金屬的螯合作用;高濃度Ni(Ⅱ)(10～25mg/L)對產(chǎn)酸相有抑制作用，SMP主要由細(xì)胞裂解和細(xì)菌外排協(xié)同產(chǎn)生，對產(chǎn)甲烷相影響不大，可能是產(chǎn)酸相的前置降低了Ni(Ⅱ)的生物毒性。
　　(3)研究兩相厭氧處理以葡萄糖為基質(zhì)、甲苯為典型有機毒物的模擬工業(yè)廢水條件下產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相SMP的產(chǎn)生情況。通過設(shè)置不同濃度梯度的甲苯，監(jiān)測厭氧反應(yīng)器的適應(yīng)情況和測定SMP的組分，發(fā)現(xiàn)低濃度甲