热碱解-好氧消化联合工艺处理剩余污泥的效能及抗性基因变化研究

热碱解-好氧消化联合工艺处理剩余污泥的效能及抗性基因变化研究

论文摘要

通过研究热碱解(TAH)前后污泥理化指标变化,以及不同曝气量(Qb=0.5、2.0 L/min)和不同固体停留时间(SRT=10、20 d)条件下好氧消化(CAD)和热碱解-好氧消化(ta CAD) 2种工艺常规指标和抗性基因(ARGs)的变化,评价了ta CAD工艺处理剩余污泥的效能,并初步分析了其生态风险.结果表明:在pH=11,T=70℃,t=1 h的热碱解条件下,污泥胞内物质被大量释放,热碱解混合物中SCOD、多糖、蛋白质等的质量浓度可达到原污泥的数10倍.当CAD工艺SRT=10 d时,热碱解的挥发性固体(VS)去除率分别提高113.9%(Qb=0.5 L/min)、160.5%(Qb=2.0 L/min),TCOD去除率分别提高234.6%(Qb=0.5 L/min)、83.3%(Qb=2.0 L/min). ta CAD处理后NH4+-N的质量浓度明显低于CAD的情况.热碱解会使得后续CAD反应器中SCOD和TP的质量浓度上升.减小曝气量、延长SRT的CAD过程有利于ARGs的削减,热碱解可导致CAD中ARGs的部分回升.相关性分析和微生物的群落结构分析结果表明:CAD中ARGs的传播途径以基因水平转移(HGT)途径为主.文章在初步分析ta CAD工艺生态风险的同时,也为其后续污泥处置方式的选择提供理论依据.

论文目录

  • 1 实验方法
  •   1.1 供试剩余污泥
  •   1.2 污泥热碱解方法
  •   1.3 污泥好氧消化
  •   1.4 化学指标分析方法
  •   1.5 DNA提取与高通量测序
  •   1.6 ARGs和intl1定量分析
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 热碱解破胞效果
  •   2.2 热碱解-好氧消化工艺运行效果
  •     2.2.1 pH变化规律
  •     2.2.2 稳定期24 h溶解氧 (ρ (DO) ) 的变化
  •     2.2.3 ρ (VS) 和ρ (TCOD) 的变化规律
  •     2.2.4 ρ (NH4+-N) 、ρ (NO2--N) 和ρ (NO3--N) 的变化规律
  •     2.2.5 ρ (SCOD) 和ρ (TP) 的变化规律
  •   2.3 CAD过程中ARGs相对丰度的变化
  •     2.3.1 ARGs和intl1的变化
  •     2.3.2 CAD过程各基因片段的相关性分析
  •   2.4 CAD反应器中微生物群落的组成
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴学深,胡勇有,陈元彩,程建华

    关键词: 剩余污泥,热碱解,好氧消化,曝气量,固体停留时间,抗性基因

    来源: 华南师范大学学报(自然科学版) 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 华南理工大学环境与能源学院∥工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室

    基金: 广东省科技计划项目(2016B020240005)

    分类号: X703

    页码: 36-46

    总页数: 11

    文件大小: 489K

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