纤维素对污泥中多环芳烃厌氧生物降解的影响研究

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多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs)是一类惰性很强的碳氢化合物，不易降解，能稳定地存在于环境中。环境中的PAHs可随着工业废水、废弃物、大气的干湿沉降和城市地面径流等方式进入城市污水系统中并吸附积累于污泥中，是城市污泥中常见的一类难降解有机物。随着工业化水平提高和城镇化进程加快，大量污水处理厂兴建并投入运行，污泥产量也同步大幅提高，污泥中PAHs的生物去除更加备受关注。本研究以未添加纤维素的污泥单一中温厌氧消化为对照组(CK组)，三个处理组分别按照VS污泥：VS纤维素=5:1，2:1，1:1的含量(分别命名为CA、CB和CC)添加纤维素和污泥进行混合中温厌氧消化，反应器启动成功后，以5%的投配率每天进泥和排泥一次，探讨不同实验组中的沼气产量及气体组分变化，纤维素的添加量对PAHs的降解性能的影响以及厌氧生物降解PAHs过程中微生物菌群多样性变化。
　　本研究主要内容包括：⑴随纤维素添加量的增加，日产气量、CH4含量和产甲烷活性均呈现增加趋势。稳定期日产气量分别约为250 mL、600 mL、1200 mL和2300 mL；CH4所占比例分别约为25%、40%、50%和50%；四个实验组厌氧消化污泥产甲烷活性(SMA)分别为45 mL/g VSS·d、73 mL/g VSS·d、94 mL/g VSS·d和120mL/g VSS·d。⑵与CK组相比，CA、CB和CC三个实验组中随纤维素添加量增加，PAHs的降解效率呈现增加趋势。∑PAHs的降解率分别为14.82%、20.75%和19.35%。纤维素的添加对4环芳烃的降解效率更为突出，4环芳烃降解率分别为22.12%、31.04%和28.04%，4环芳烃苯并(a)蒽(BaA)的降解效率分别为32.48%、39.32%和44.76%；屈(CHR)的降解效率分别为19.35%、39.74%和27.51%；苯并(b)荧蒽(BbF)的降解效率分别为13.48%、22.29%和14.09%；苯并(k)荧蒽(BkF)的降解效率分别为24.65%、31.43%和28.69%。⑶稳定期的厌氧消化污泥表面的微生物主要由球状菌、杆状菌、短杆菌和丝状菌组成，微生物种类丰富，微观形态结构较为复杂。纤维素添加量的增加可以提高 Spirochaetaceae_uncultured、Oligosphaerales_norank、Caldithrix、Ruminiclostridium_1、Miscellaneous_Crenarchaeotic_Group_norank、Methanolinea和Methanobacterium七种菌属的丰度，且Ruminiclostridium_1菌属属于新生菌属。各实验组之间相同微生物的丰度不一，致使不同实验组之间的PAHs的降解效率也呈现不同差异。⑷在门分类水平上，四个实验组中起主要作用的微生物具有一定的差异性，且在起主要作用的微生物中对PAHs具有降解效果的微生物种类和丰度在CB、CC两个实验组优势更为明显。其中CB组对PAHs降解起主要作用的微生物为Bacteroidetes、Caldiserica、Spirochaetae、Firmicutes、Chloroflexi、Proteobacteria、Lentisphaerae、未命名的Bacteria；CC组对PAHs降解起主要作用的微生物为Firmicutes、Chloroflexi、Spirochaetae、Bacteroidetes、Caldiserica、Deferribacteres、Planctomycetes、未分类的Bacteria和Thermoprotei。

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作者
李新;
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作者单位

贵州大学;

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授予单位贵州大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名吴永贵,李江;
年度 2017
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类有机化学工业;环境微生物学;
关键词
纤维素; 多环芳烃; 生物降解; 菌株筛选; 污泥处理;

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