论文部分内容阅读
目前制药行业迅速发展,产生了大量制药废水,如果不加以处理,会严重污染环境,对人体健康造成损害,生物法具有经济、高效的优点,并且成本低不产生二次污染,在水处理中得到了广泛应用。N-甲基苯胺和N-乙基苯胺是制药废水中难降解、毒性大的两种苯胺类物质,可通过吸入、食入或皮肤吸收进入生物体,引起中枢神经系统、心血管系统及其它脏器的损害,因此对N-甲基苯胺和N-乙基苯胺进行处理至关重要。普通的生物法直接处理通常不能降解这部分物质,本文采用好氧共代谢的方式研究N-甲基苯胺和N-乙基苯胺的去除效果,驯化出能降解特征污染物的微生物菌群,并通过移动床生物膜反应器(MBBR)工艺使有效菌群在填料上进行负载,增加有效菌群数量,进一步增强去除效果,同时从微生物学角度分析N-甲基苯胺和N-乙基苯胺的降解机理。采用好氧共代谢的方式对活性污泥进行驯化,研究N-甲基苯胺和N-乙基苯胺的去除效果,驯化期间逐步提高特征污染物浓度。结果表明,当以N-甲基苯胺为特征污染物时,经32天驯化完成,最终170mg/L的N-甲基苯胺在9h后降解完全,COD去除率为87%,TOC去除率为90%,氨氮去除率较低,为42.8%。当以N-乙基苯胺为特征污染物时,经32天驯化完成,最终进水N-乙基苯胺浓度为90mg/L时,7个小时可完成降解,COD去除率为83%,TOC去除率为85%,氨氮去除率为52.1%。采用MBBR法处理N-甲基苯胺和N-乙基苯胺废水,接种污泥为驯化后的活性污泥,挂膜成功后研究废水的处理效果。结果表明,与驯化后的活性污泥相比,MBBR反应器中的微生物降解N-甲基苯胺的时间由9个小时缩减为6个小时,COD去除率为89%,TOC去除率为93%,氨氮去除率为82.5%。微生物降解N-乙基苯胺的时间由7个小时缩减为4.5个小时,COD去除率为84%,TOC去除率为90%,氨氮去除率为70.4%。借助高通量测序进行微生物群落结构分析。结果表明,以N-甲基苯胺为特征污染物对活性污泥进行驯化后优势种群发生了明显变化。驯化后微生物门水平上Proteobacteria和Bacteroidetes占主要优势,纲水平上以β-变形菌纲为优势种群,在属水平上Rhodoferax和Zoogloea为主要菌属,相对丰度为18.03%和14.85%。生物膜上微生物与驯化后活性污泥微生物相比,优势种群Rhodoferax增加至25.81%。微生物群落结构的改变与基质的改变和N-甲基苯胺的毒性有关。以N-乙基苯胺为特征污染物对活性污泥进行驯化后优势种群发生了明显变化,驯化后微生物驯化后门水平上Proteobacteria和Bacteroidetes占主要优势,纲水平上以Betaproteobacteria为优势种群,在属水平上Zoogloea和Taibaiella为优势菌属,相对丰度为19.59%和5.39%。生物膜上微生物与驯化后活性污泥微生物相比,优势种群Zoogloea增加至27.54%,Acidovorax增加至10.4%。