【摘 要】
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精对苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid,PTA）是一种重要的石油化工产品,广泛应用于各个行业。生产PTA时会产生大量含有难降解芳香族有机物的废水,如不能有效处理则会对生态环境及人体健康产生极大影响。PTA废水中主要的几种有机污染物为乙酸、苯甲酸（Benzoic Acid,BA）、对苯二甲酸（Terephthalic Acid,TA）、邻苯二甲酸（Phthalate Ac
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精对苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid,PTA）是一种重要的石油化工产品,广泛应用于各个行业。生产PTA时会产生大量含有难降解芳香族有机物的废水,如不能有效处理则会对生态环境及人体健康产生极大影响。PTA废水中主要的几种有机污染物为乙酸、苯甲酸（Benzoic Acid,BA）、对苯二甲酸（Terephthalic Acid,TA）、邻苯二甲酸（Phthalate Acid,PA）、间苯二甲酸（Isophthalic Acid,IPA）、对甲基苯甲酸（P-toluic acid,PT）等,这几种有机物中TA的浓度最高,PT因其结构的原因生物降解性最差、降解难度最高。目前常用的处理PTA废水的方法包括物化处理和生化处理两种,生化处理因其处理效果好、不易造成二次污染等优点而在工业上广泛应用。本研究的目的在于探究外界条件变化及废水本身特性对单一污染物及混合污染物降解的影响,探究不同条件下各污染物的降解特性,为工业生产提供建议。研究首先以单一污染物为底物,探究浓度、盐度和金属离子浓度(主要是Co2+和Mn2+)对降解时间、降解特性、降解动力学等的影响。研究表明浓度增加对三种污染物的降解均产生抑制作用:BA浓度为1000mg/L时抑制作用较为明显;TA浓度由1000mg/L增加至1500mg/L时完全去除所需时间增加了42小时,浓度增加至2000mg/L后去除时间比1500mg/L组增加了两天。1%盐度对高浓度BA组的影响最为明显,污染物完全去除所用时间几乎为无盐度组的两倍;而盐度对TA和PT的降解虽有抑制作用但并不显著,两组的降解时间分别增加了4小时和两天。金属离子对三组污染物的降解影响几乎相同:金属离子浓度小于等于200mg/L时均会促进污染物降解,且添加量为100mg/L时促进效果最为明显;金属离子添加量为300mg/L时会对降解过程产生不同程度的抑制。探究混合污染物降解特性时采用的反应器为上流式厌氧污泥床反应器（Up-flow Anaerobic Sludge Bed,UASB）,研究过程中反应器的水力停留时间（Hydraulic Retention Time,HRT）分别为24小时、18小时和12小时。随着HRT的减小,反应器性能不断提高,降解率达到80%所需的时间由19天逐渐降至17天和16天,UASB反应器和序批式活性污泥（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,SBR）反应器联用后降解所需时间进一步缩短,16天时三种污染物的去除率均超过95%,基本已完全去除。从群落α多样性来看,浓度增加后BA和PT组的Chao和Shannon值减小而Simpson指数增加,这说明微生物群落的丰富度和多样性均因浓度增加而有所降低;与之相反,TA组的群落丰富度及多样性随浓度增加而提高。盐度及金属离子浓度的增加则均会使群落内微生物丰富度及多样性降低。单一污染物体系及UASB反应器中,Firmicutes,、Chloroflexi、Bacteroidota,、Proteobacteria、Desulfobacterota、Actinobacteriota和Planctomycetota均为最主要的门水平上的微生物。条件变化对各个污泥样品内群落变化的影响各不相同,例如:浓度变化对BA组微生物的影响较小,而使得TA组内优势微生物变为Proteobacteria;盐度变化后BA组及PT组某一未分类的微生物丰度增大成为优势微生物;金属离子浓度增加后Firmicutes成为BA组的优势微生物,丰度超过90%。SBR反应器微生物样品的群落构成较为简单,门水平上主要的微生物分别为Proteobacteria,、Betaproteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes。
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