论文部分内容阅读
UASB具有高效、稳定、可产生二次能源等优势,广泛应用于工业废水处理,但其存在启动周期长、启动困难等问题,还没有得到有效的解决,严重限制其工业化应用。本文以含油炼化废水为处理对象,对常规UASB(R1)、投加硅藻土UASB(R2)、投加草炭土UASB(R3)和投加麦饭石UASB(R4)的颗粒化进程、运行性能和抗冲击能力进行了考察,并对各个反应器在不同时期的微生物群落结构进行了分析。研究结果表明:(1)载体投加将对UASB系统微生物造成冲击,系统微生物对载体的适应期长短依次为:硅藻土>麦饭石>草炭土。(2)硅藻土、草炭土和麦饭石的投加可提高反应器的运行性能和抗冲击能力。当系统遭遇高pH冲击,R2、R3和R4反应器的恢复期分别为5 d、5 d和11 d,明显快于对照组(R0)的31 d。稳定运行期,在8~11 kg COD/(m~3·d)条件下,R2、R3和R4反应器的COD去除率分别达92.42%、91.67%和92.44%,均高于R1的89.42%。出水GC/MS分析结果表明,R2、R3和R4具有更强降解性能。(3)硅藻土、草炭土和麦饭石均可促进污泥颗粒化的形成,反应器运行152 d,投加硅藻土、草炭土和麦饭石反应器中粒径大于0.9 mm的颗粒污泥分别占10.52%、22.72%和18.53%,明显高于对照组的5.63%。颗粒污泥SEM结果表明,三种载体均可为颗粒污泥提供初始“晶核”,微生物在其表面附着、聚集,最终促进颗粒污泥的形成。(4)高通量测序分析表明,载体的投加将影响UASB系统微生物群落的多样性和演替过程。投加载体反应器的微生物对进水基质变化的适应性更强,当进水以含油废水为唯一碳源时,R2、R3和R4的生物多样性增加,水解酸化菌大量增殖,有助于石油污染物的降解,提高了反应器运行性能。综上所述,硅藻土、草炭土和麦饭石不仅可加速污泥颗粒的形成,缩短UASB启动周期,同时还可强化UASB运行性能,具有广阔的应用前景。