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苯酚对活性污泥活性的影响

北极星环保网来源:胡小兵等2017/2/13 15:54:36我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:活性污泥法 废水处理 污水处理

北极星环保网讯:活性污泥法是以活性污泥为核心的废水生物处理技术,其中对污染物降解起关键作用的是活性污泥中的细菌,而作为细菌的捕食者——微型动物在维持细菌群落活力,为活性污泥中的细菌提供矿物营养,维护活性污泥微环境生态食物链健康,维持活性污泥系统稳定发挥重要作用,可作为活性污泥法废水处理效能的指示生物。

水中存在的有毒有害物质一方面会对活性污泥中的不同类别细菌产生不同程度的抑制效应,对细菌群落结构产生影响,进而通过食物链的传递影响到处于食物链顶端的微型动物的群落结构;另一方面,毒害物直接对微型动物产生毒害效应,如重金属离子,从而对活性污泥微型动物群落结构产生重要影响。

苯酚是生产某些聚合树脂、造纸、精炼石油以及药物(如阿司匹林)等工业过程生产废水中的主要污染物,当进入废水生物处理系统时,会对活性污泥微生物产生影响,从而影响到废水处理效果.目前,苯酚对活性污泥处理系统的毒害研究主要集中于活性污泥处理性能、污泥特性、代谢机制、动力学和细菌群落结构等方面.为了筛选出苯酚对活性污泥处理性能(运行参数、处理效果等)的指示生物而进行了少量的微型动物研究,而未从群落结构动态变化的角度揭示苯酚对活性污泥的微生态系统的长期影响机制.

本研究的主要目的是基于序批式活性污泥处理系统(SBR),探究含酚废水对活性污泥活性及微型动物群落结构的持续负荷影响,并探讨污泥活性与微型动物群落之间的关系,筛选污泥活性指标的指示生物,以期为含酚废水生物处理系统的生产运行提供生物学理论及技术依据.

1材料与方法

1.1装置启动与运行控制

自制序批式反应器(SBR),其主体由高85cm、内径7.5cm的有机玻璃柱制成,有效容积为3.2L.空气压缩机通过置于反应器底部的微孔曝气头提供系统所需氧气,同时为泥、水的混匀与环流提供动力.通过调节空气流量计控制曝气强度(0.2L˙min-1),维持水中稳定的溶解氧(DO)[(6.02±0.47)mg˙L-1].反应器在室温[(21.6±4.2)℃]下运行.分别设置对照系统CK(进水不添加苯酚)和试验系统EK[进水添加苯酚(aladdin试剂,分析纯)]这2个系统.

接种污泥取自马鞍山市某污水处理厂好氧池,采用自来水对污泥进行清洗并均混后分别投加至2个反应器,闷曝2d后,混合液悬浮固体浓度(MLSS)分别为2753mg˙L-1和2669mg˙L-1,污泥沉降比(SV)均为22%.

然后进行污泥培养驯化,培养原水由静置48h的自来水混合配制而成,水中投加一定量的C6H12O6、NH4Cl、KH2PO4(微量元素来源于试验用水),使BOD:N之比接近100:5:1.用NaHCO3/Na2CO3缓冲体系(pH=9.25)调节进水pH(7.60±0.10).通过系统中活性污泥微型动物群落物种多样性及出水水质等指标判定,系统运行约30d,活性污泥达初步成熟,完成驯化,进行正式试验.

正式试验分成3个阶段,在培养原水中加入不同量高浓度苯酚溶液(50g˙L-1),使第1、第2、第3阶段原水中苯酚溶液浓度分别为50mg˙L-1(低浓度)、100mg˙L-1(中等浓度)和300mg˙L-1(高浓度);试验期间,系统的进水水质控制在COD为(839.04±87.70)mg˙L-1、氨氮为(45.22±4.95)mg˙L-1、总磷为(6.65±0.34)mg˙L-1,系统中污泥负荷(以COD/MLSS计)约为0.25kg˙(kg˙d)-1.

正式试验期,反应器采用间歇曝气的方式运行(曝气和沉淀交替进行,时间均为2h),每天运行2个周期,每个周期12h.在每个周期沉淀结束前将反应器中上清液通过出水口排出,排水比(进水体积与反应池总有效体积之比)为1/3.2,然后补入新鲜原水至原水位,重新进入下一个周期运行,如此循环往复.通过每日在曝气阶段末期排放一定量泥水混合液的方式控制MLSS在4000mg˙L-1左右,并控制污泥龄θ为25d.

1.2样品采集及微型动物鉴别计数与分类

正式试验开始后,每隔1~2d在第1个周期(08:00~20:00)最后一个曝气阶段结束前30min内,通过虹吸管在反应器垂直方向上等距离(反应器底部往上10、40、70cm处)采集3个污泥混合液平行样用于微型动物鉴别计数.

使用微量移液器(DRAGON大龙)移取25μL[单独取样鉴别统计小型鞭毛虫(flagellates)(≤20μL)时取样量为5μL]摇匀后的污泥混合液置于光学显微镜(PH50系列,×100或×400)下对微型动物进行鉴别、计数.根据形态学和行为学特征并依照图谱、文献将微型动物按需要鉴定到种或类群.原生动物均鉴定到种,轮虫(rotifers)、线虫(nematodas)等微型后生动物鉴定到类群.

鉴定工作在5h(最长不超过8h)内完成,以避免微型动物数量和物种丰富程度在鉴别过程中改变.将微型动物群落中常见的纤毛虫类原生动物分为菌食性纤毛虫(Bacterivorousciliates)和肉食性纤毛虫(Carnivorousciliates),其中菌食性纤毛虫又分为匍匐型纤毛虫(Crawlingciliates)、固着型纤毛虫(Sessileciliates)和游泳型纤毛虫(Swimmingciliates)等三大类群,将微型动物数量所得数据折算成个˙mL-1.

1.3污泥活性与水质及污泥常规指标测定

每隔2~3d在第1个周期最后一个曝气阶段结束前30min内取一定量的泥水混合液进行污泥电子传递体系(electrontransportsystem,ETS)包括TTC-ETS和INT-ETS活性测定.其中,抑制率(IR)计算公式为:

活性污泥法

式中,R0为对照系统测定值,R为试验系统测定值.

在进水曝气后的1min内取少量混匀后的泥水混合液过滤(0.45μm微滤膜),采用紫外-可见分光光度法(上海仪电752N)测定滤液中实际苯酚浓度(最大吸收波长为270nm).其他指标:化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)按照标准方法测定;污泥沉降比(SV)采用30min沉降直接读数法测定;混合液悬浮固体浓度(MLSS)采用重量法测定;溶解氧(DO)和水温(T)采用便携式溶解氧测定仪(雷磁JPBJ-608)测定;pH值采用数显pH计(雷磁PHS-25)测定.

延伸阅读:

解读活性污泥曝气反应池需氧量计算公式

训污泥、控曝气、治膨胀------活性污泥工艺的运行方案

污师告诉你污水处理的重头戏之活性污泥法

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