番茄酱加工废水用高效菌群群落结构变化及工程调控对策研究

番茄酱加工废水的排放既造成了严重的环境污染又加剧了本属干旱地区的新疆的水资源紧缺状况。番茄酱加工的季节性和较高的处理成本成为制约番茄酱加工废水处理的主要瓶颈。本项目以投加人工高效菌群的完全混合推流式活性污泥系统为研究对象，对优势菌株在系统中的空间分布和随时间变化的规律及微生物生理生化指标的空间和时间变化规律进行基础科学研究，具体内容包括：7株优势菌在系统中的空间分布和随时间变化规律（定性和定量）；理论计算与分析微生物群落结构变化与微生物生理生化指标和系统处理功能变化的关系；以微生物生理生化指标为监控对象，基于温度和水力负荷变化的系统曝气策略。本项目旨在揭示废水处理系统中各优势菌株分布与系统处理功能的关系，为低成本、高效的处理番茄酱加工废水并实现出水回用奠定理论和技术基础，实现减排和节能的双重目标。

番茄酱加工废水的排放既造成了严重的环境污染又加剧了本属干旱地区的新疆的水资源紧缺状况。番茄酱加工的季节性和较高的处理成本成为制约番茄酱加工废水处理的主要瓶颈。本项目以人工高效菌群为研究对象，对优势菌株在处理系统中的构成及微生物生理生化指标的空间和时间变化规律进行研究。主要内容包括群落结构变化、污泥配比优化、微生物生理生化指标变化和灵活曝气策略等四方面。主要结果如下：.1. 优化了污泥总DNA的提取和PCR的条件，建立了人工菌群中7株菌的DGGE模板，并与实际形成的污泥进行了比对，结果表明加入的人工菌群能够作为优势物种形成污泥；而且刚形成的污泥中基本不含有其它种类的微生物，表明人工菌群具有较强的抵抗外来杂菌侵染的能力；.2. 对形成污泥的初始微生物数量比例进行了优化，降解型微生物和絮凝型微生物比例为1:1时形成的污泥效果最好，COD去除率超过90%，最佳营养条件下4 d时污泥量增长6倍，污泥粒径分布也较好；中试试验COD去除率可达89.32%，出水接近二级排放标准；.3. 运行期间不同曝气池中活性污泥生理生化指标的检测表明，污泥生理生化指标可以反映污水处理系统的运行情况；且与常规检验指标（MLSS、SVI和COD等）具有正相关性，可以作为更灵敏的控制参数，达到最佳处理效果；.4. 通过动力学推导得到了人工高效菌群降解有机物的动力学模型，相关参数为：Ks=248.69 mg COD/L，νmax=6.11 d-1，K=0.0246 L/d•mg COD，y=0.43 mg MLSS/mg COD，Kd=0.049 d-1；建立了不同区去除COD和Qair以及MLSS和Qair的模拟方程，分别为 (A 区)、 (B 区)、 (C 区)和 (A 区)、 (B 区)、 (C 区)；确立了不同条件下曝气量的计算依据并建立了灵活曝气策略，曝气量可以减少8%，处理成本可以减少5%。.本项目的成果对实现低成本、高效的处理番茄酱加工废水并实现出水回用具有较强的指导作用，其应用能够实现减排和节能的双重目标。.