锌对UASB处理养猪废水的运行状况及机制的影响

【作者】 蔡建波； 庹野； 刘广龙； 华玉妹； 朱端卫；

【机构】 华中农业大学资环学院生态与环境工程研究室；

【摘要】 养猪废水是一种含重金属的有机废水,由于其有机负荷高,最常用的处理方法为厌氧消化技术。目前,UASB工艺是国家推荐的养猪废水处理方法。然而,养猪废水高浓度的重金属离子可能通过对微生物的毒害作用而影响UASB的处理效果,使其在处理过程中运行很难稳定,其中产甲烷菌群对重金属的响应有可能成为UASB有效处理养猪废水的障碍之一。为了探索锌(Zn)对UASB处理养猪废水的运行状况和产甲烷菌群的影响,本研究设置了两台相同尺寸的UASB反应器(R1和R2),同时启动、调试。当两台反应器均达到稳定运行后,R2反应器根据运行时间添加不同浓度的Zn,R1作对照,控制水力停留时间为48小时,反应器温度为35℃进行养猪废水的UASB处理研究。从目的层次应用定量PCR技术定量检测了四种产甲烷菌的16S r RNA基因拷贝数。结果显示,添加低于10mg/L的Zn对产甲烷菌的生长有明显的促进作用,当Zn的添加量超过15mg/L时,产甲烷菌的生长受到显著抑制。其中,甲烷微菌目是优势菌群,受Zn的影响最明显;相反,甲烷球菌目在本实验体系中不存在。在相同的Zn浓度下,COD去除率和产甲烷量的变化趋势,同产甲烷菌受到影响的趋势一致。从这一结果可以推断,Zn对产甲烷菌群的影响决定了UASB处理养猪废水的运行状况,在UASB处理养猪废水的实际应用中,低浓度的锌(低于17.8 mg/L)将有利于UASB的高效和稳定运行。更多还原