论文部分内容阅读
焦化废水是典型的高毒性有机工业废水,活性污泥工艺处理焦化废水在实际运行过程中常常存在COD、NH4+-N和总氰等指标难以达标的问题。鉴于微型动物在活性污泥微生态系统中的重要作用,本研究着眼于活性污泥微生态层面,探究焦化废水及其毒害物质对活性污泥微型动物群落的影响,以揭示其毒害效应,为提高焦化废水活性污泥处理效果提供生物学理论基础。本研究通过焦化废水活性污泥处理过程中微型动物群落现场调研,明确了焦化废水活性污泥处理过程中微型动物群落结构基本特征及其动态变化规律,探讨了焦化废水活性污泥微型动物群落与活性污泥废水处理性能间的相互关系;通过焦化废水持续负荷冲击试验,验证了焦化废水对活性污泥微型动物群落结构及其物种多样性存在实质性影响;通过苯酚、邻甲酚、间甲酚等3种焦化废水中典型酚类(PHs)物质对活性污泥微型动物群落的24h急性毒性试验和持续负荷冲击试验,进一步分析了焦化废水中典型PHs毒害物质对活性污泥微型动物群落、典型常见微型动物种的急性毒性效应,以及对微型动物群落结构、群落物种多样性及稳定性等生态学持续负荷影响,主要研究结论如下:1.焦化废水活性污泥处理系统中微型动物群落是以固着型纤毛虫和匍匐型纤毛虫为共优势群,其中,钟虫属(Vorticella sp.)所包含的种类最多,但相对于常规污水处理活性污泥,其种类和数量相对偏低,且小口钟虫(V.microstoma)为绝对优势种;群落结构时空变动较大,不稳定。2.焦化废水活性污泥处理过程中微型动物群落与处理性能间的关系复杂,绝大多数微型动物种属与出水水质参数和运行控制参数相关性不显著;经典的SBI活性污泥评价法在对焦化废水活性污泥性能的评价中失准。3.因子分析结果表明,硝化效率、生物、运行控制参数等方面是与焦化废水活性污泥系统相关联的潜在的重要影响因素;某些微型动物种(属)间存在着相互关系,如累枝虫属(Epistylis sp.)与吸管虫属(Podophrya sp.)间存在类似“协同”关系,有肋楯纤虫(A.costata)与锐利楯纤虫(A.lynceus)间存在类似“竞争”关系等。4.焦化废水对活性污泥微型动物群落结构有明显的影响,且不同负荷的焦化废水对同一类群或者不同类群的微型动物影响不同;焦化废水能够促进某些微型动物类群的生长繁殖,而抑制另一些微型动物类群的生长繁殖。5.活性污泥系统中不同类群的微型动物相对多度即群落结构随运行时间变化而变化;焦化废水对活性污泥微型动物群落结构动态变化也有影响,且不同负荷焦化废水进水条件下微型动物群落结构动态变化有明显差异;焦化废水毒害作用减小了活性污泥微型动物群落物种丰富度、均匀度,同时增大群落物种的优势度,从而降低了群落物种多样性水平,且焦化废水负荷越大对活性污泥微型动物群落物种多样性水平的降低越明显。6.急性毒性试验结果表明,3种PHs物质浓度与微型动物群落及某些微型动物种多度呈明显的“剂量-效应”关系,即增大PHs物质浓度,其对活性污泥微型动物群落和某些微型动物种的毒害效应明显增强;PHs物质毒害作用下某些活性污泥微型动物改变自身形态形成胞囊以适应不良生存环境,且不同PHs物质不同进水浓度对微型动物群落中某些微型动物形态的影响程度不同,在高浓度PHs长期作用下,这种生存机制逐渐失效。7.不同PHs物质对活性污泥微型动物群落结构产生不同程度的影响,且高浓度PHs对活性污泥微型动物群落结构均产生了显著影响;PHs物质对某些类群的微型动物产生明显的抑制作用,而对另一些类群的微型动物却产生明显的相反的作用。8.高浓度PHs长期作用会明显降低活性污泥微型动物群落物种多样性水平,且不同PHs对微型动物群落物种多样性水平产生不同程度的影响;不同PHs物质对活性污泥微型动物群落不同类型的群落稳定指数产生不同影响,高浓度苯酚会促进微型动物群落物种稳定,高浓度邻甲酚和间甲酚均会降低微型动物群落物种稳定,而3种PHs物质均明显降低微型动物群落物种多样性稳定。