廢水處理之微生物馴化可行性研究
最近有一個(gè)感覺，工業(yè)廢水COD問題有可能是傳統(tǒng)污水處理領(lǐng)域的最后一公里。氮循環(huán)路徑已經(jīng)被研究得太透徹了，都有與之對應(yīng)的微生物，而且代謝效率很高。
只有COD問題，這個(gè)以往在生活污水里最容易達(dá)到的目標(biāo)，在很多高COD的工業(yè)廢水中反而成了主要的問題。只要COD問題解決了，氨氮總氮問題也就解決了一多半。之所以這樣說，是因?yàn)楹芏郈OD組分同時(shí)也是毒性物質(zhì)的來源。
出水怎樣才能達(dá)標(biāo)？這個(gè)是污水處理行業(yè)上半場需要回答的最后一個(gè)問題，可能也是現(xiàn)在一個(gè)小的增長點(diǎn)。在這之后，就會(huì)開始進(jìn)入下半場：碳排放核算、工藝流程效率提升、自動(dòng)化和無人化管理，概括起來，就是一個(gè)工業(yè)化的運(yùn)維時(shí)代。
我似乎能看到這樣一個(gè)趨勢，也能感同身受需要多大的勇氣才能邁出這一步。完全不同的賽道、不同的技術(shù)內(nèi)涵、不同的商業(yè)模式，一切都顯得極為陌生。學(xué)習(xí)之路，永無止境。
最近看的文獻(xiàn)比較多，也是對以前工作中的疑惑做一點(diǎn)總結(jié)。比如什么是微生物的馴化？這個(gè)在以往的資料里談的都非常籠統(tǒng)，給人的感覺就是只要條件控制得好，不管是高鹽廢水、高毒性廢水、高溫廢水，只要經(jīng)過長時(shí)間的馴化，廢水里面的微生物肯定能夠逐漸適應(yīng)的。
這樣的思路，如果實(shí)際用在運(yùn)維和調(diào)試中，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)長時(shí)間惡化，錯(cuò)過調(diào)整時(shí)機(jī)，因?yàn)槿藗儠?huì)存在一種僥幸心理：“萬一微生物馴化和適應(yīng)了呢？”
剛好，在《苯胺廢水生物降解機(jī)制及微生物特征研究》中提到了和微生物馴化有關(guān)的內(nèi)容。在試驗(yàn)中以苯胺作為受試物，同時(shí)也加入乙酸鈉作為第二碳源進(jìn)行協(xié)同培養(yǎng)，這個(gè)剛好也是我之前提到過的微生物培養(yǎng)中經(jīng)常使用的雙碳源模式。
污泥馴化期間，一開始以7d為一個(gè)周期，然后逐漸縮短到6d、4d、3d.在此期間，進(jìn)水中的苯胺濃度從50mg/L逐漸增加到300mg/L，乙酸鈉濃度從初始的360mg/L，逐級(jí)增加到約1000mg/L，從第20d開始減少乙酸鈉的投加量，到第39d結(jié)束馴化后，完全就不投加乙酸鈉了。這個(gè)操作流程對于寫污泥馴化方案挺有參考意義的。
之后論文作者還分別測試了接種污泥、污泥馴化階段、穩(wěn)定運(yùn)行階段污泥的微生物Alpha多樣性指數(shù)。數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過馴化后原本豐度占比57.74%的酸桿菌門完全被淘汰，在馴化期間曾短暫出現(xiàn)的裝甲菌門，種群豐度一度達(dá)到28.33%，在穩(wěn)定運(yùn)行階段又降低到3.07%.
在完成馴化后的污泥中，擬桿菌門、變形菌門、浮霉菌門三者占到了微生物種群豐度的80%以上。這些微生物中，擬桿菌具有降解芳香族化合物的功能，浮霉菌門可以參與對多環(huán)芳烴的代謝。而硝化菌在污泥馴化過程中則是持續(xù)受到抑制，相對豐度從一開始的2.16%，一直降低到0.0102%.
這個(gè)試驗(yàn)說明，苯胺的加入施加了一個(gè)持續(xù)的選擇壓，污泥中的微生物種群結(jié)構(gòu)在馴化階段發(fā)生了非常大的改變。所以馴化并不只是簡簡單單的適應(yīng)，它是一個(gè)明顯的淘汰和富集過程，有些在初始接種污泥中豐度占比很少的微生物，經(jīng)過馴化后成為了優(yōu)勢微生物，而有些微生物則被淘汰。此外，馴化持續(xù)的時(shí)間也很重要。
或許也是因?yàn)檫@個(gè)原因，在贊恩-惠倫斯試驗(yàn)中，特別強(qiáng)調(diào)了接種污泥來源的多樣性，也是同樣是這個(gè)原因，它很適合用來進(jìn)行微生物對特定化合物的降解潛力評估。
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