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人类的生产活动产生大量的含硫酸盐有机废水,如纸张和纸浆加工、皮革制造等行业废水等。硫酸盐废水具有危害人类健康、破坏自然水体生态环境等问题,必须采用有效措施减少硫酸盐向环境中排放。常用的化学沉淀法处理含硫酸盐有机废水不仅运行成本较高,还有造成二次污染的风险。与化学沉淀法相比,生物法脱硫节省15%30%的成本,且不会对环境造成二次污染,还可进行单质硫的回收。膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)处理有机废水具有工艺简单、运行成本相对较低等优势。为此,本文采用MBR反应器开展含硫酸盐有机废水的处理研究,采用高通量测序技术分析不同碳源含量对稳定运行的MBR系统微生物多样性的影响,以期为快速启动MBR处理含硫酸盐废水提供微生物种源的构建途径。(1)为了探讨废水中单质硫的回收方法,本文首先利用硫化铵的低温溶解-高温析出的特性回收活性污泥中的单质硫,并采用高效液相色谱检测回收的单质硫纯度,最后计算得出污泥中的单质硫含量。分别考察了硫化铵的用量、萃取的温度、萃取时间等参数对单质硫回收率的影响。结果表明,在常温下,硫化铵溶液与生物硫活性污泥以10:1的固液比混合均匀,静置反应30 min后,上清液在120℃下热分解60 min,硫的回收率达到85%,纯度在90%以上。(2)为了探讨含硫酸盐废水中硫酸盐浓度对微生物多样性的影响,本文采用MBR系统处理分别含21.6 mg/L、46.5 mg/L、83.4 mg/L、160 mg/L SO42-的人工模拟废水。在系统运行稳定后,采用高通量测序技术分析MBR反应器污泥和种子污泥的微生物多样性,探究含硫酸盐有机废水冲击下MBR系统中微生物群落结构的变化。结果表明:(1)和种子污泥比,处理硫酸盐废水的MBR污泥中优势菌在门、纲、目、科及属分类水平上均存在较大差异,属分类水平上的差异尤为突出,如在MBR系统中,未出现的Novosphingobium、Ilumatobacter、Nitrospira等菌属,而在种子污泥中,这些菌属丰度皆大于1%。(2)MBR污泥样品中微生物群落在门、属分类水平上的优势菌组成不受废水中硫酸盐浓度的影响,但在纲分类水平上Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria的丰度差异较为明显。(3)为了研究碳源对MBR系统中微生物群落结构的影响,在硫酸盐平均含量为160 mg/L、COD含量分别为400 mg/L、700 mg/L、1000 mg/L的人工模拟废水条件下,对MBR进行阶段性的驯化,取在各阶段稳定期不同碳源时污泥样品,采用高通量测序分析为生物群落的组成,揭示碳源对微生物群落结构的影响,以期为含硫酸盐废水处理提供理论支持。结果显示:(1)在门分类水平上,随着碳源的增加优势菌属Planctomycetes丰度逐渐减少,从18%减少到5%,而碳源的增加对其它优势菌属如Proteobacteria和Candidatus Saccharibacteria丰度无明显变化。(2)在纲分类水平上,碳源的逐步增加对优势菌Planctomycetia丰度的影响尤为突出,由11.85%降低到3.39%。(3)在属分类水平上,各样品之间优势菌的丰度差异不明显。