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| 皮革工业已成为中国重污染行业,其所产生的废水不仅含有大量有机碳,而且常常含有高浓度有机氮和氨氮,大大增加了处理难度和成本,有效的脱氮技术已成为皮革废水处理的重点和难点。尽管一些新型的脱氮技术,如厌氧氨氧化、短程反硝化等,正得到迅速的发展和应用,但对于高氨氮、高COD的皮革废水的研究却很少。本文以河南博奥皮革有限公司废水为研究对象,采用EGSB反应器研究甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化的耦合,从宏观和微观两方面对皮革废水高效低耗脱氮技术进行探索,得出以下结论：(1)EGSB反应器具有良好的脱氮效果。反应器进水氨氮、NO2--N、NO3--N和TKN平均浓度分别为328mg/L、200mg/L、220mg/L和752mg/L,去除率可分别达到44%、98.4%、83.7%和71.6%。TN去除率最终可以达到78.4%。(2) EGSB反应器同时对COD具有良好的去除效果。在进水COD平均浓度为3766mg/L条件下,反应器在初始阶段即表现出对COD较好的去除效果,经过250天的运行,COD去除率可稳定维持在80%以上。(3)宏基因组学方法研究表明,反应器中微生物具有丰富的多样性,细菌、古细菌和真核微生物含量分别为87.9%、6.3%和5.3%,已报道的具有产甲烷能力、反硝化能力、厌氧氨氧化能力和好氧氨氧化能力的菌属相对丰度分别为4.15%、5.15%、2.14%和0.53%。反应器中含量最高的微生物为不可培养的厌氧产氢菌Candidatus Cloacamonas acidaminovorans (1.78%),含量最高的产甲烷菌为Methanosaeta thermophila (0.70%),含量最高的反硝化菌为Thiobacillus denitrificans (0.31%),含量最高的具有厌氧氨氧化功能的菌为Rhodopirellula baltica (0.26%)和Pseudomonas aeruginosa (0.26%)。(4)高通量测序和BLAST分析发现了大量不可培养的微生物,反应器中反硝化菌远较氨氧化菌丰富,且大部分为不可培养菌属。AOB-amoA基因分子克隆做进化树表明,反应器中的AOB菌均为Nitrosomonas属,且与其中的Nitrosomonas europaea有着最高的同源性,这与宏基因组的BLAST分析结果一致。(5) qPCR研究得出反硝化菌nirS、nirK、nosZ基因和好氧氨氧化菌AOB-amoA基因在反应器中的相对丰度分别为1.14%、0.21%、1.11%和0.08%,这与BLAST比对的结果在趋势上是一致的。(6)理化指标分析和微生物学研究都证明反应器中同时存在厌氧氨氧化、反硝化和甲烷化,同时反应器具有良好的稳定性,对容积负荷和pH具有较强的适应能力,这为皮革废水的高效低耗脱氮提供了一个可能的途径。 |
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