取某炼油废水处理厂二沉池回流污泥,分置于三个完全相同的SBR反应器,分别以葡萄糖、葡萄糖和柴油以及柴油为碳源配制人工废水进行培养,主要进行烃类生物降解过程中胞外产物的作用研究以及脱氮机理分析,找寻提高含油废水处理效果的途径。结论如下:(1)随着培养时间的延长,约30天左右,三个反应器的活性污泥呈现出显著差别。以葡萄糖为唯一碳源的活性污泥呈黄色,沉降性能较好,污泥絮体粒径较小,其微生物以球状菌为主;以葡萄糖和柴油为碳源的活性污泥呈褐色,沉降性能较好,污泥絮体粒径较大,其微生物以球状菌和杆状菌为主;以柴油为唯一碳源的活性污泥呈黑色,沉降性能较差,污泥絮体粒径最大,其微生物以杆状菌为主。随着培养时间的延长,后两反应器中活性污泥微生物与柴油的亲和力逐渐增强,亲油性的微生物逐渐成为优势菌种(RH分别为85%、97%左右)。且二者Zeta电位均在正常范围内,污泥菌胶团絮凝良好,有助于污泥絮体和微生物对柴油的吸附和降解。(2)反应过程中,在含柴油的反应器中均检测到醇类、脂肪酸、酯类等烃类代谢中间产物的生成。柴油与葡萄糖共基质时,微生物机体代谢出更多种类的脂肪酸,柴油去除率略高于其为唯一碳源时的去除率(分别为61%、52%)。说明本试验条件下,少量葡萄糖的加入,会改善菌群的内部生态系统,加速微生物的生长,在一定程度上能促进混合菌群对柴油的降解。(3)运行前期含柴油的反应器中均出现大量黄色不溶颗粒物,经蒽酮硫酸法测得颗粒含有大量的糖醇基。利用场发射扫描电镜与能量光谱分析,发现颗粒物除含有大量细菌外,还含有由C、O、H组成的物质,其中C原子与O原子的质量比为2.38～4.16。推测运行前期活性污泥微生物对烃类的摄取机制以直接接触为主而形成这种凝油大颗粒,运行后期烃类降解菌不断增多,活性污泥微生物对烃类的适应性增强(相对疏水性增强),摄取乳化烃机制发挥重要作用而导致凝油颗粒的消失。(4)胞外聚合物EPS的主要成分为蛋白类物质和多糖。1#、2#、3#蛋白质和多糖分别占EPS总量的96%、91%、80%,蛋白质与多糖的比分别为5.88、4.74和3.36。可见,烃类碳源使得EPS中蛋白质和多糖的含量百分比相对减少,但却可能使其结构改变而具有更好的吸附性能和表面活性。同时烃类物质使微生物分泌到介质中的代谢产物增加,如2#介质中的脂肪酸,3#介质中的酯类。蛋白类物质、多糖和脂肪酸等表面活性物质和酯类等表面活性剂都可在一定程度上将柴油乳化分散。所以在微生物摄取烃类的过程中,自身会分泌出一些表面活性物质分散到介质中或粘附在细胞表面,有利于烃类乳化,或有利于增强细胞表面与难溶底物之间的亲和力,从而使烃类容易穿透细胞壁浆膜外周间隙进入胞内被进一步氧化。(5)在以柴油为主要碳源的反应器中,当总氮、总磷进水浓度分别为18mg/L、3.6mg/L时,反应进行两小时便分别降至5mg/L、1mg/L以下。烃类降解菌的同化作用是造成氮磷迅速衰减的主要原因。此外,也可能通过SND途径脱除少量氮。而葡萄糖为单一碳源时,微生物缺乏被诱导的机制,所以总氮、总磷没有那么剧烈的减少。