不同热解温度BC对BAF处理水产养殖废水的影响机制

作者：刘思强; 信欣^*; 杨雯钰; 延雪花; 戴有学; 胡劲涛

来源：中国环境科学, 2023, 43(03): 1131-1141.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2023.0037

• 水产养殖废水
• 抗生素
• 生物炭
• 曝气生物滤池
• 脱氮除磷

为改善传统曝气生物滤池(BAF)处理水产养殖废水中氮磷和抗生素的处理效果,本文以人工模拟含磺胺甲噁唑(SMX)、磺胺嘧啶(SDZ)、恩诺沙星(ENR)和环丙沙星(CIP)的水产养殖废水为处理对象,以不同热解温度下(400,500,600,700℃)制备的生物炭(BC)分别作为不同BAF的填料(编号依次为2#～5#),研究了其对BAF启动运行过程中COD、氨氮、TN、TP和4种抗生素的去除效能影响,同时以传统沸石填料的BAF作为对照组(编号1#).利用多种测试手段解析了反应器稳定运行典型周期内污染物的去除特性、微生物胞外聚合物(EPS)含量和电子传递系统活性(ETSA),并运用高通量测序技术分析了各反应器内关键微生物种群组成.结果表明,与传统BAF相比,BC作为填料强化了2#～5#BAFs对废水中氮、磷及抗生素等污染物的去除效能,并且高温热解的BC更有利于各污染物的去除;反应器内微生物EPS含量和PN/PS值均高于对照组,且随BC热解温度的升高而增加;而ETSA与BC的热解温度呈负相关,但以BC作填料的2#～5#BAFs内ETSA均高于1#BAF (对照组),BC填料增加了BAF内的电子传递.同时,与抗生素降解及氮磷去除相关的功能菌属,如Micropruina (相对丰度0.42%～8.18%)、Rhodobacter (0.63%～2.94%)、norank＿f＿＿Chitinophagaceae (0.23%～3.98%)、Microbacterium(0.37%～1.66%)等,其相对丰度与BC热解温度呈正相关.BC热解温度为700℃的5#BAF除污效能最优,其稳定运行期间,对TN和TP的平均去除率达51.99%和41.00%,对SDZ、SMX、ENR和CIP的平均去除率达71.84%、75.01%、62.91%和69.62%.

• 单位
  成都信息工程大学