苯酚對(duì)活性污泥活性的影響

活性污泥法是以活性污泥為核心的廢水生物處理技術(shù)，其中對(duì)污染物降解起關(guān)鍵作用的是活性污泥中的細(xì)菌，而作為細(xì)菌的捕食者——微型動(dòng)物在維持細(xì)菌群落活力，為活性污泥中的細(xì)菌提供礦物營(yíng)養(yǎng)，維護(hù)活性污泥微環(huán)境生態(tài)食物鏈健康，維持活性污泥系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)揮重要作用，可作為活性污泥法廢水處理效能的指示生物。

水中存在的有毒有害物質(zhì)一方面會(huì)對(duì)活性污泥中的不同類別細(xì)菌產(chǎn)生不同程度的抑制效應(yīng)，對(duì)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進(jìn)而通過食物鏈的傳遞影響到處于食物鏈頂端的微型動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu);另一方面，毒害物直接對(duì)微型動(dòng)物產(chǎn)生毒害效應(yīng)，如重金屬離子，從而對(duì)活性污泥微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。

苯酚是生產(chǎn)某些聚合樹脂、造紙、精煉石油以及藥物(如阿司匹林)等工業(yè)過程生產(chǎn)廢水中的主要污染物，當(dāng)進(jìn)入廢水生物處理系統(tǒng)時(shí)，會(huì)對(duì)活性污泥微生物產(chǎn)生影響，從而影響到廢水處理效果.目前，苯酚對(duì)活性污泥處理系統(tǒng)的毒害研究主要集中于活性污泥處理性能、污泥特性、代謝機(jī)制、動(dòng)力學(xué)和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)等方面.為了篩選出苯酚對(duì)活性污泥處理性能(運(yùn)行參數(shù)、處理效果等)的指示生物而進(jìn)行了少量的微型動(dòng)物研究，而未從群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化的角度揭示苯酚對(duì)活性污泥的微生態(tài)系統(tǒng)的長(zhǎng)期影響機(jī)制.

本研究的主要目的是基于序批式活性污泥處理系統(tǒng)(SBR)，探究含酚廢水對(duì)活性污泥活性及微型動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)的持續(xù)負(fù)荷影響，并探討污泥活性與微型動(dòng)物群落之間的關(guān)系，篩選污泥活性指標(biāo)的指示生物，以期為含酚廢水生物處理系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行提供生物學(xué)理論及技術(shù)依據(jù).

1材料與方法

1.1裝置啟動(dòng)與運(yùn)行控制

自制序批式反應(yīng)器(SBR)，其主體由高85cm、內(nèi)徑7.5cm的有機(jī)玻璃柱制成，有效容積為3.2L.空氣壓縮機(jī)通過置于反應(yīng)器底部的微孔曝氣頭提供系統(tǒng)所需氧氣，同時(shí)為泥、水的混勻與環(huán)流提供動(dòng)力.通過調(diào)節(jié)空氣流量計(jì)控制曝氣強(qiáng)度(0.2L˙min-1)，維持水中穩(wěn)定的溶解氧(DO)[(6.02±0.47)mg˙L-1].反應(yīng)器在室溫[(21.6±4.2)℃]下運(yùn)行.分別設(shè)置對(duì)照系統(tǒng)CK(進(jìn)水不添加苯酚)和試驗(yàn)系統(tǒng)EK[進(jìn)水添加苯酚(aladdin試劑，分析純)]這2個(gè)系統(tǒng).

接種污泥取自馬鞍山市某污水處理廠好氧池，采用自來水對(duì)污泥進(jìn)行清洗并均混后分別投加至2個(gè)反應(yīng)器，悶曝2d后，混合液懸浮固體濃度(MLSS)分別為2753mg˙L-1和2669mg˙L-1，污泥沉降比(SV)均為22%.

然后進(jìn)行污泥培養(yǎng)馴化，培養(yǎng)原水由靜置48h的自來水混合配制而成，水中投加一定量的C6H12O6、NH4Cl、KH2PO4(微量元素來源于試驗(yàn)用水)，使BOD:N之比接近100:5:1.用NaHCO3/Na2CO3緩沖體系(pH=9.25)調(diào)節(jié)進(jìn)水pH(7.60±0.10).通過系統(tǒng)中活性污泥微型動(dòng)物群落物種多樣性及出水水質(zhì)等指標(biāo)判定，系統(tǒng)運(yùn)行約30d，活性污泥達(dá)初步成熟，完成馴化，進(jìn)行正式試驗(yàn).

正式試驗(yàn)分成3個(gè)階段，在培養(yǎng)原水中加入不同量高濃度苯酚溶液(50g˙L-1)，使第1、第2、第3階段原水中苯酚溶液濃度分別為50mg˙L-1(低濃度)、100mg˙L-1(中等濃度)和300mg˙L-1(高濃度);試驗(yàn)期間，系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)控制在COD為(839.04±87.70)mg˙L-1、氨氮為(45.22±4.95)mg˙L-1、總磷為(6.65±0.34)mg˙L-1，系統(tǒng)中污泥負(fù)荷(以COD/MLSS計(jì))約為0.25kg˙(kg˙d)-1.

正式試驗(yàn)期，反應(yīng)器采用間歇曝氣的方式運(yùn)行(曝氣和沉淀交替進(jìn)行，時(shí)間均為2h)，每天運(yùn)行2個(gè)周期，每個(gè)周期12h.在每個(gè)周期沉淀結(jié)束前將反應(yīng)器中上清液通過出水口排出，排水比(進(jìn)水體積與反應(yīng)池總有效體積之比)為1/3.2，然后補(bǔ)入新鮮原水至原水位，重新進(jìn)入下一個(gè)周期運(yùn)行，如此循環(huán)往復(fù).通過每日在曝氣階段末期排放一定量泥水混合液的方式控制MLSS在4000mg˙L-1左右，并控制污泥齡θ為25d.

1.2樣品采集及微型動(dòng)物鑒別計(jì)數(shù)與分類

正式試驗(yàn)開始后，每隔1～2d在第1個(gè)周期(08:00~20:00)最后一個(gè)曝氣階段結(jié)束前30min內(nèi)，通過虹吸管在反應(yīng)器垂直方向上等距離(反應(yīng)器底部往上10、40、70cm處)采集3個(gè)污泥混合液平行樣用于微型動(dòng)物鑒別計(jì)數(shù).

使用微量移液器(DRAGON大龍)移取25μL[單獨(dú)取樣鑒別統(tǒng)計(jì)小型鞭毛蟲(flagellates)(≤20μL)時(shí)取樣量為5μL]搖勻后的污泥混合液置于光學(xué)顯微鏡(PH50系列,×100或×400)下對(duì)微型動(dòng)物進(jìn)行鑒別、計(jì)數(shù).根據(jù)形態(tài)學(xué)和行為學(xué)特征并依照?qǐng)D譜、文獻(xiàn)將微型動(dòng)物按需要鑒定到種或類群.原生動(dòng)物均鑒定到種，輪蟲(rotifers)、線蟲(nematodas)等微型后生動(dòng)物鑒定到類群.