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苯甲酸废水是一类富含苯甲酸类化合物的有机废水。这类化合物常用于食品、医药、塑料、染料等工业上。如未经处理排放,会对环境造成严重的污染,尽管对于这类废水的研究已有较长时间,但大多集中在苯甲酸降解菌的分离筛选方面,而且在工程实践中的效果并不理想,因此而成为国内外竞相研究治理的热点。针对上述现状,本论文选用水解酸化—活性污泥法串联工艺,对硝基苯甲酸废水进行了新的好氧生物处理工艺研究。本论文通过间歇进水与连续进水相结合的方式,对水解酸化池污泥和好氧曝气池污泥进行成功驯化,并对两个阶段的运行条件进行调控研究:同时采用平板培养法、DGGE法和ARDRA法对污泥中微生物的种群结构进行了分析比较。结果表明: 1、获得了采用本工艺处理硝基苯甲酸废水的最佳运行参数,水解酸化处理后的B/C值由最初的0.26上升到0.44,可生化性大大提高;COD值由进水时的1350mg/L下降为120mg/L,COD去除率高达91.1%,达到了排放标准。 2、污泥驯化过程中发现:底物不同,其驯化成熟的活性污泥对冲击负荷的耐受力亦不同。以苯甲酸为底物驯化成熟的活性污泥(系统Ⅰ),虽然对COD具有优良的去除效果和耐受苯甲酸冲击负荷的能力,但在受到硝基苯甲酸冲击负荷时,污泥系统会迅速崩溃;而以硝基苯甲酸为底物驯化成熟的活性污泥(系统Ⅱ),除了对COD具有很高的去除率和耐受苯甲酸冲击负荷的能力外,还表现出了对硝基苯甲酸冲击负荷的耐受能力。由此说明,COD的去除率固然是评价活性污泥质量好坏的重要指标,但其对冲击负荷的耐受能力也应当作为污泥质量评价的重要指标。 3、本研究采用DGGE法对两种活性污泥中的微生物群落结构进行了比较,电泳图谱显示:两种污泥中微生物的群落结构十分复杂,并且有很大的差别;采用纯培养法从两种活性污泥中仅能分别分离到7种和8种微生物类型,其中系统Ⅰ的优势微生物为假单胞菌属、不动杆菌属等,而系统Ⅱ的优势微生物为假单胞菌属和五色杆菌属等,说明两种活性污泥中的优势微生物种群结构存在明显差异。 4、采用ARDRA法进行限制性酶切研究的结果表明,系统Ⅰ的酶切类型有103种,其中有20.4%的酶切类型是自身特有的;系统Ⅱ有107种,其中有24.3%的酶切类型是特有的,说明不同底物驯化得到的活性污泥,其微生物的群落结构显著不同。测序表明,系统Ⅰ中的优势微生物为假单胞菌属、索氏菌属;系统Ⅱ中的优势微生物为噬纤维菌属和一种未培养微生物。 5、采用DGGE法和ARDRA法研究活性污泥中微生物群落结构的结果表明,DGGE法进行微生物群落结构的研究比采用传统的纯培养法更为快速和准确。ARDRA法在研究微生物群落结构方面比传统方法更加客观和全面。由于上述两种研究方法还存在着技术要求严格、试验成本较高等问题。因此,本论文仅限于实验室阶段的研究结果,距污水处理工程实践应用还有一定距离。但是,利用分子生物学的方法开展微生物生态学方面的研究,能够更好地为拓宽和深化污水生物处理工艺的改进提供科学依据。