论文部分内容阅读
铬有着广泛的应用,通常用于冶金、金属陶瓷、电镀、不锈钢的生产等。这些行业所排出的含铬废水可能会进入城市管网系统并最终进入污水处理厂中,从而影响污水处理厂的性能并引起微生物群落的变化。本论文主要讨论了 Cr(Ⅵ)和纳米铬对活性污泥系统性能及微生物群落结构的影响。首先,本论文研究了 Cr(Ⅵ)冲击负荷在2.5,6和25mg/L对好氧活性污泥反应器的性能和细菌群落结构的急性影响。结果表明,八天的Cr(VI)毒性使所有反应器中COD和氨氮的去除率明显降低。此外,Cr(VI)浓度越高,对整个活性污泥系统性能的影响越严重。氨氮的去除率效果受到了很大的影响,并且硝化作用难以恢复。在2.5,6和25mg Cr(VI)/L时,比好氧速率(SOUR)值分别下降73%,68%和31%。SOUR数据显示,在Cr(VI)浓度较低时,细菌的整个呼吸活性也受到很大影响。在试验结束时属的相对丰度变化表明细菌群落结构发生了显著变化。与初始阶段相比,Proteobacteria,Acidobacteria和Planctomycetes门在末期显著减少。Ferruginibacter,Coxiela和Rhodanobacter属明显减少。虽然活性污泥的性能最终可以恢复,但根据SOUR的数据显示,细菌的整个呼吸活性仍然处于较低水平。其次,本论文研究了反硝化反应器中Cr(Ⅵ)对活性污泥系统反硝化过程的影响。在进水Cr(Ⅵ)投加量2.5mg/L条件下,活性污泥反硝化过程中COD和硝酸盐氮的去除率受到的影响较小,而在10.0mg/L条件下受到的影响较大,COD和硝酸盐氮的去除率分别从最初的97.1%和99.0%降至70.6%和24.7%。在停止投加Cr(Ⅵ)后的恢复期内,反硝化系统可以逐渐恢复对COD和硝酸盐氮的去除,亚硝酸盐氮仍会有积累,但随着时间的延长可恢复至初始状态。因此,硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮的过程比亚硝酸盐氮的还原过程更易受到Cr(Ⅵ)的影响。最后,本论文研究了纳米铬对活性污泥系统的长期影响。结果表明当活性污泥SBR系统受到纳米铬影响后,COD和氨氮的去除没有受到明显的影响,总磷去除率显著升高,反硝化效果提升。在受到纳米铬影响后,活性污泥SBR系统中微生物群落多样性及结构受到显著的影响。纳米铬在活性污泥SBR系统中有利于脱氮除磷微生物的生长,且不利于聚糖菌的生长。通过宏基因组分析和宏转录组分析发现Candidatus Accumulibacter、Thauera、Azoarcus属的相对丰度及 ppx 基因、ppk 基因的量及转录量均显著升高,Candidatus Competibacter属的相对丰度及ppx基因、ppk基因的量及转录量均显著降低。