高浓度甲醇废水厌氧处理中颗粒污泥和产甲烷细菌的耐酸性_周雪飞

文章编号:0253-2468(2004)04-0633-04中图分类号:X703.5文献标识码:A高浓度甲醇废水厌氧处理中颗粒污泥和产甲烷细菌的耐酸性周雪飞1,任南琪2(1.同济大学污染控制与资源化国家重点实验室,上海200092;2.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090)摘要:采用两段UASB处理工艺和间歇培养试验,对高浓度甲醇废水厌氧处理的运行特性进行了研究,并较深入地研究了颗粒污泥和产甲烷菌的耐酸特性及代谢活性.试验结果表明,两段UASB反应器的pH值较低,分别为4.9～5.8和5.5～6.2,显然,这不是一般产甲烷细菌适宜的pH范围.系统中的产甲烷菌即巴氏产甲烷八叠球菌,具有一定耐酸性,在pH为5.0时仍然能够降解甲醇,如果进一步培养,其耐酸性将有所提高.系统中的颗粒污泥能够保护其内部的产甲烷菌,较少地受酸性环境的影响,并在pH为4.5时仍能降解甲醇.颗粒污泥的这种性能与其结构、细菌种类和颗粒体内细菌分布情况有很大关系.关键词:甲醇废水;产甲烷细菌;耐酸性;颗粒污泥;UASB处理工艺;间歇培养试验Acidresistanceofmethanogenicbacteriaintwo-stageanaerobicprocesstreatinghighconcentrationmethanolwastewaterZHOUXuefei1,RENNanqi2(1.StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092;2.SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090)Abstract:Two-stageanaerobicsystemwasemployedtotreathighconcentrationofmethanolwastewater.TheresultsshowedthepHchangedfrom4.9to5.8inthefirstUASBand5.5to6.2inthesecondreactor.Apparently,thesewerenotheadvisablepHlevelsthatcommonmethanogenicbacteriacouldaccept.Themethanogenicbacteriaofthesystem,viz.Methanosarcinabarkeri,hadsomeacidresistanceandcouldstilldegrademethanolatpH5.0.Iftrainedfurther,theiracidresistancewouldbeimproved.GranularsludgeofthesystemcouldprotectthemethanogenicbacteriawithinitsbodyagainsttheimpactofacidenvironmentandmakethemdegrademethanolatpH4.5.Theperformanceofgranularsludgewasattributedtoitsstructure,bacteriaspeciesandthedistributingofbacteriuminsidethegranule.Keywords:methanolwastewater;methanogenicbacteria;acidresistance;granularsludge;UASB;batchcultureexperiment收稿日期:2003-08-06;修订日期:2003-11-14基金项目:建设部科技攻关项目和科技成果重点推广项目(99099)作者简介:周雪飞(1971—),女,讲师(博士)甲醇是一种结构非常简单的有机物,在厌氧生物处理过程中,产甲烷菌可以直接把甲醇转化为甲烷,也可以先将甲醇转化为乙酸后形成甲烷[1,2].其反应式表示如下:甲醇直接转化成甲烷:4CH3OH※3CH4+CO2+2H2OΔG′o=-312kJ·mol-1(1)甲醇转化为乙酸然后生成甲烷:4CH3OH+2CO2※3CH3COOH+2H2OΔG′o=-2.9kJ·mol-1(2)CH3COOH+H2O※CH4+CO2+H2OΔG′o=-31.0kJ·mol-1(3)一般情况下,由甲醇直接转化为甲烷是主要降解途径,但从吉布斯自由能来看,由甲醇生成乙酸也可以进行.Lettinga等研究发现[3],利用单段厌氧工艺处理甲醇废水时,系统所能承受第24卷第4期2004年7月环境科学学报ACTASCIENTIAECIR