论文部分内容阅读
厌氧生物处理技术是处理高浓度有机废水的有效手段，UMAR反应器目前已广泛应用于处理造纸、制糖等工业废水中。固定化的颗粒污泥具有高效的产甲烷活性，废水的组成与浓度对UMAR反应器的性能及厌氧颗粒污泥具有显著影响，因此本论文研究了Ca2+对上流式多级厌氧反应器（UMAR）的影响及产甲烷菌的分离。
（1）采用MHS-GC技术测定了有机负荷和Ca2+对厌氧颗粒污泥产沼气的影响。研究表明，随着容积负荷的增加，颗粒污泥的产甲烷活性（SMA）、CO2产率、沼气中CH4含量呈现先增加后减小的趋势。在容积负荷为9.48 kgCOD·m-3·d-1时，SMA达到最大值为5.15 gCODCH4·（gVSS）-1·d-1，CO2产率也达到0.504 mL/h，CH4含量占全部沼气体积的73.22％。废水中Ca2+浓度影响厌氧颗粒污泥SMA，存在低促高抑的现象。在容积负荷为9.48kgCOD·m-3·d-1条件下，当Ca2+浓度为100 mg/L-300 mg/L时，Ca2+对厌氧颗粒污泥产沼气无影响；当Ca2+浓度在500 mg/L-1200 mg/L时，Ca2+对厌氧颗粒污泥产沼气有轻微抑制；当Ca2+浓度大于1600 mg/L时，Ca2+对厌氧颗粒污泥产沼气有严重抑制作用。
（2）在有机负荷一定的情况下，研究了不同Ca2+浓度对UMAR反应器运行的参数影响。随着Ca2+浓度的增加，COD去除率、容积产气率和物料产气率具有先增加后降低的趋势，当Ca2+浓度为300 mg/L时，均达到最大值。当Ca2+浓度的增加时，出水中VFA明显升高pH值降低，并且在VFA组分中乙酸的百分比减少，丙酸、丁酸的百分比增加。随着Ca2+浓度的提高，UMAR反应器中的厌氧颗粒污泥直径明显变大，灰分增加，沉降速度加快。SEM观察到Ca2+浓度低时厌氧颗粒污泥表面有较多空穴且颗粒污泥内部较松散，厌氧污泥主要以丝状菌和杆状菌为主。当Ca2+浓度高时，大量颗粒物沉积在厌氧颗粒污泥表面，颗粒污泥内部细菌不明显。
（3）从运行良好的UMAR反应器的厌氧颗粒污泥中，分离筛选出两株产甲烷菌，菌-Ⅰ，菌-Ⅱ。两菌株细胞透射电镜（TEM）表明菌-Ⅰ、菌-Ⅱ均为杆状菌且细胞质内含颗粒物质，有鞭毛。两菌株均为中温型细菌，且菌-Ⅰ在pH值7.0时有最大的生长活性，而菌-Ⅱ在pH值为6.5时有最大生长活性。在NaCl盐浓度为4.0％时，菌-Ⅰ、菌-Ⅱ有最大生长活性。