盐度对生物膜反应器性能及微生物群落结构的影响

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seedvs18606
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本课题针对含盐废水的生物处理,设计了组合折叠曝气生物膜反应器-移动床生物膜反应器(WFBR-MBBR)系统,首先研究了组合WFBR-MBBR系统长期运行的稳定性及微生物群落变化,再分别利用WFBR系统和组合WFBR-MBBR系统处理含盐废水,考察盐度变化对WFBR和组合WFBR-MBBR系统性能、生物膜形态以及微生物群落结构的影响。通过研究得到以下结论:组合WFBR-MBBR系统能长期稳定运行,稳定阶段的COD和NH4+-N去除率分别在90%和99%以上,周期内监测结果证实了WFBR具有良好的增氧功能。MBBR独立运行时的最主要微生物为变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria),组合系统长期运行过程中的最主要微生物群落为变形菌门;WFBR的加入使MBBR中微生物群落的丰富度和多样性均有所下降。进水盐度由0%逐渐增加至0.6%,运行周期为24 h的WFBR在稳定阶段COD平均去除率略微降低,NH4+-N的去除率稳定;TN去除率在反应器启动阶段逐步提高,并且在加盐各阶段稳定保持在80%以上。WFBR在盐度变化的条件下仍然具有良好的增氧功能。盐度在0.4%-0.6%时,WFBR生物膜上出现大量不明颗粒物。0%-0.6%盐度范围内,变形菌门和拟杆菌门(Bacteroidetes)始终在WFBR生物膜中占据最优势地位;且盐度的升高对WFBR中生物膜的微生物群落多样性和丰富度的提升均存在一定的促进作用,多样性和丰富度分别在0.3%和0.5%盐度下达到最大。运行周期为12 h的组合WFBR-MBBR系统的运行性能优于WFBR独立运行时的性能,进水盐度由0%逐渐提高至0.6%,稳定阶段的COD平均去除率略微降低,NH4+-N的去除率则稳定在99%以上;组合系统具有良好的TN去除效果,且0.5%和0.6%盐度下的TN去除率在85%-90%之间波动。组合WFBR-MBBR系统处理含盐废水过程中同样具有良好的增氧功能。WFBR和MBBR的生物膜分别在0.3%和0.2%盐度下开始观测到未知颗粒物,但WFBR生物膜上的未知颗粒物在0.6%盐度下消失。盐度升高过程中,系统中相对耐盐的微生物的相对丰度会增加,WFBR中生物膜与MBBR中生物膜的群落组成相似性减小;在0%-0.6%范围内提高盐度可以提高组合WFBR-MBBR系统中生物膜微生物菌群的多样性和丰富度,但当盐度超过一定范围后,MBBR中生物膜微生物菌群的多样性和丰富度则会明显下降。
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