登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
2 实验装置及运行方式
实验所用A/O反应器为有机玻璃材质,缺氧池高度550 mm,内径400 mm,有效容积69 L;好氧池高度550 mm,内径500 mm,有效容积108 L。缺氧池设有搅拌器,转速70 r/min。曝气系统由外部空气压缩机、气体流量计和好氧池底部环形曝气管组成,好氧池DO控制在3.0~4.0 mg/L,缺氧池DO为0.5~1.0 mg/L。
A/O复合生物膜系统中的缺氧池和好氧池分别装填半软性填料和硬性填料。反应器处理量250 L/d,停留时间16 h,硝化液回流比100%,污泥回流比50%。实验装置见图1。
A/O反应器运行161 d,不同时期葡萄糖和石油炼化废水的COD如图2所示。
运行初期(1~12 d),以葡萄糖培养,实现污泥活性的快速恢复。13~92 d为污泥驯化期,逐渐增加石油炼化废水的浓度并降低葡萄糖投加量。
稳定运行期(93~118 d),以石油炼化废水为唯一碳源,经过25 d培养,反应器的COD、NH4+-N和TN去除率达到稳定。
第119天分别向缺氧池和好氧池投加半软性填料和硬性填料,构建A/O复合生物膜系统。运行42 d后,系统处理效能提高并稳定运行。
3 测定参数及分析方法
COD采用国家标准方法测定,NH4+-N采用石化水质分析仪(CleverChem Petro,德国)测定,TN采用总有机碳分析仪(TOC-L,岛津,日本)测定,有机物组成采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS,安捷伦,美国)进行分析。微生物群落结构采用高通量基因测序方法进行分析,测序选取16S rRNA基因组的V3和V4区域进行PCR扩增,扩增引物为515F(5’-GTGYCAGCMGCCGCGGTAA-3’)和806R(5’-GGACTACNVGGGTWTCTAAT-3’),样品测序委托上海美吉生物公司完成。
02 结果与讨论
1 废水处理效果分析
图3显示了不同工艺对废水COD、NH4+-N、TN的去除效果。
由于接种污泥的活性较差,经过12 d的培养,污泥活性恢复,COD、NH4+-N和TN去除率分别达到94.5%、96.22%和95.63%。
污泥驯化期(13~92 d),逐渐提高废水比重,葡萄糖投加量则逐渐降为0,最终系统COD去除率稳定在95%以上;但出水NH4+-N和TN波动较大,特别是30~60 d,出水NH4+-N达到10.1~13.1 mg/L,NH4+-N去除率不足45%,TN去除率仅为32%左右。
稳定运行期(93~118 d),出水COD维持在20 mg/L以下,脱氮效果有所提升,NH4+-N和TN平均去除率分别为80%和79%。
实验结果表明,A/O工艺可实现石油炼化废水大部分有机物的去除,但脱氮性能仍有待提高。
第119天分别向缺氧池和好氧池投加半软性填料和硬性填料,构建了A/O复合生物膜系统。经过42 d的运行,反应器运行基本稳定。相比于A/O工艺,A/O复合生物膜工艺对污染物的去除效果明显提高,出水COD低于10 mg/L,COD平均去除率可达99%,TN去除率由79%提高至94.5%,出水TN低于1.2 mg/L。这表明生物填料可显著强化A/O系统的运行性能,特别是对硝化和反硝化菌的富集。
2 有机物组成分析
采用GC-MS对A/O和A/O复合生物膜工艺的进出水有机物组成进行了分析,结果见表2。
在废水中可检测到92种化合物,主要为烷烃类(45.67%)、芳香类(9.78%)、酯类(11.38%)、醇类(4.66%)、醛酮醚类(13.2%)、有机酸类(4.22%)、胺类(1.88%)和杂原子类(2.57%);同时,在废水中还检测到甲苯、萘等有毒物质,表明模拟废水具有石油炼化废水的典型特性,如成分复杂和生物毒性高。
经A/O工艺和A/O复合生物膜工艺处理后废水中有机物的组成变化显著。A/O工艺出水中化合物数量减少到87种,大部分烷烃类化合物被降解,相对丰度由45.67%降至22.34%;而芳香类化合物难以降解,由9.78%增加到14.19%;醛酮醚类化合物则由13.2%增加到30.2%,推测反应过程中产生了醛酮醚类中间产物。
A/O复合生物膜工艺出水中化合物数量降至83种,烷烃类和醛酮醚类化合物的相对丰度分别为16.79%和27.65%,均低于A/O工艺出水的22.34%和30.2%。由此可见,A/O复合生物膜法污染物降解能力更强,更适用于石油炼化废水的处理。
3 污泥性能分析
不同时期缺氧池和好氧池的污泥特性见图4。
由图4可知,随着运行时间的延长,污泥的生物活性不断增强,VSS/TSS值逐渐提高。运行120 d,缺氧池和好氧池VSS/TSS值分别增加了20%和21%。投加填料后(150 d),缺氧池和好氧池VSS/TSS值进一步提高,分别达到91.25%和90.75%,这表明A/O复合生物膜系统更有利于微生物的积累和富集。
SVI是判断污泥沉降性能的重要参数。在整个运行过程中,缺氧池和好氧池的SVI值呈先增后减的变化趋势。第60天,由于废水比重的增加,抑制了微生物的生长,沉降性能降低,SVI值最高(缺氧池:73 mL/g;好氧池:66 mL/g)。稳定运行期,A/O系统(120 d)与A/O复合生物膜系统(150 d)缺氧池的SVI值分别为67、63 mL/g,好氧池SVI值分别为58、56 mL/g,可见A/O复合生物膜系统有效改善了污泥的沉降性能。
4 微生物群落分析
(1)物种多样性分析
对接种污泥、A/O系统和A/O复合生物膜系统的微生物群落结构进行研究,结果见表3。样品标签“A”和“O”分别代表缺氧池和好氧池的污泥样本,A0/O0、A1/O1和A2/O2分别代表接种污泥、A/O系统和A/O复合生物膜系统的污泥样品。
每个污泥样本测序深度均大于99.5%,表明测序结果已覆盖样本中的全部序列。Shannon指数和Simpson指数可反映微生物群落的多样性,Shannon指数越大,表示群落多样性越高;而Simpson指数越大,则说明群落多样性越低。如表3所示,A1和O1的Shannon指数分别为4.451 5和4.710 6,均大于A2和O2的4.2058和4.4692,这表明A/O复合生物膜系统比A/O系统更有利于优势菌属的富集。Simpson指数和检测物种数的变化同样印证了这个结果。
(2)微生物群落结构分析
微生物群落结构分析结果表明,A0中菌属主要包括Zoogloea(12.11%)、Saprospira(8.08%)和Azospira(7.02%)。A1中的优势菌属为Xanthomonas(10.11%)、Enterobacter(9.97%)、Clostridium(8.72%)、Zoogloea(6.69%)、Anaerolinea(6.07%)、Alcaligenes(5.74%)和Hyphomicrobium(4.89%)等。
其中,Xanthomonas、Clostridium、Anaerolinea、Alcaligenes为主要的石油降解菌属。Xanthomonas可实现长链烷烃类、芳香烃类有机物的降解;Clostridium为梭菌属,多为化能异养型厌氧菌,可有效降解苯酚类有机物;Anaerolinea为厌氧绳菌属,可降解石油烃类有机物;Alcaligenes为产碱杆菌属,能降解大分子有机物和多环芳烃等。
Enterobacter、Zoogloea和Hyphomicrobium为反硝化菌属。Enterobacter可还原硝酸盐为亚硝酸盐,具有反硝化脱氮及聚磷功能;Zoogloea为兼性好氧菌,可实现硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮的转化和去除;Hyphomicrobium可同时去除有机物和硝态氮。
A2中的主要菌属为Xanthomonas(10.11%)、Clostridium(10.10%)、Enterobacter(9.65%)、Anaerolinea(8.66%)、Alcaligenes(8.14%)、Zoogloea(8.00%)、Hyphomicrobium(6.21%)和Nitrosomonas(5.94%)。
A2与A1的优势菌属基本相同,但相对丰度存在较大差异。A2的石油降解菌和反硝化菌相对丰度分别为37.01%和23.86%,高于A1的30.64%和21.55%。这表明,A/O复合生物膜系统更有利于石油降解菌和反硝化菌的富集。
对于好氧池污泥样本,O1、O2与O0中的菌属差异较大。O1中的优势菌属为Azospira(9.70%)、Nitrospira(8.24%)、Clostridium(6.72%)、Hyphomicrobium(5.34%)、Pseudomonas(5.23%)、Burkholderia(4.54%)和Comamonas(4.32%)。O2中的优势菌属为Nitrospira(11.05%)、Burkholderia(8.34%)、Clostridium(7.10%)、Pseudomonas(6.39%)和Comamonas(5.90%)。
其中,Clostridium、Pseudomonas和Comamonas为石油降解菌。Comamonas为从毛单胞菌属,可降解芳香类、醚类等有机物;Pseudomonas属于假单胞菌科,能去除烷烃类等多种有机污染物。3种菌属在O2的相对丰度达到19.39%,高于O1的16.27%。Nitrospira、Pseudomonas和Burkholderia为硝化菌。Nitrospira为硝化螺旋菌门类,可将亚硝酸盐转化为硝酸盐;Burkholderia为好氧棒状菌,能进行异养硝化-好氧反硝化。3种菌属在O2的相对丰度为25.78%,高于O1的18.01%。Azospira为固氮螺菌属,能以硝酸盐、氨及氨基酸等作为氮源。
这些功能菌属在A/O复合生物模系统的相对丰度明显高于A/O系统,这很好地解释了投加填料后,反应器COD和TN去除效果得到大幅度提升。
03 结论
本研究构建的A/O复合生物膜工艺对石油炼化废水的处理效果良好,系统平均COD、NH4+-N、TN去除率分别达到99.0%、95.5%和94.5%。有机物组成分析发现,该工艺能有效降解石油炼化废水中的烷烃类有机物。
A/O复合生物膜系统污泥具有高生物活性和优良的沉降性能。A/O复合生物膜工艺可促进石油降解菌和脱氮菌的富集,保证系统的高效稳定运行。A/O复合生物膜工艺可作为一种改进A/O工艺的良好策略,用于石油炼化污水处理厂的低成本、原位升级改造。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星水处理网获悉,4月28日,江西鹰潭高新区城镇污水处理改造扩容一期工程工业污水处理特许经营权运营服务采购公告发布。公告显示,本项目为鹰潭高新区城镇污水处理改造扩容一期工程项目,设计处理规模为2.0万m/d。2.鹰潭高新区城镇污水处理改造扩容一期工程服务范围为高新区白露科技园区域,包含两
北极星水处理网获悉,4月28日,贵州省修文县扎佐工业污水处理厂特许经营项目(特许经营者招标)(二次)中标结果公告发布。中标人为贵阳市排水有限公司、贵州贵水投资发展股份有限公司、贵州中筑建设有限公司、浙江巨能环境工程有限公司联合体中标,项目一期工程污水处理服务费报价单价17.35元/m,一期
北极星水处理网获悉,4月27日,黔南州公共资源交易中心发布《瓮安县银盏镇下寨污水处理厂提质增效项目(施工招标)招标公告》。公告显示,该项目招标人为贵州安盈资产管理有限公司,总投资1.9亿,施工招标合同估算价603.93万元。建设规模包括特许经营权购置和改建两部分,购置瓮安县银盏镇下寨污水处理
去年以来,太訸集团携手水务集团持续深化“双碳”战略实践,共同探索推动能源革命和绿色发展。4月27日,太訸集团首个水务光伏项目——城东水质净化厂屋顶分布式光伏发电项目开工建设,标志着太訸集团与水务集团的战略合作正式落地。太訸集团及水务集团主要领导出席开工仪式。本项目主要利用太阳能资源
北极星水处理网获悉,4月27日,太湖县公共资源交易中心发布《太湖县功能膜新材料县域特色产业集群污水处理厂及配套管网项目设计》中标结果公示,中标人为上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司。详情如下:据悉,安徽太湖经济开发区位于县城东部,规划总面积761.30公顷。本项目位于安徽太湖经济开
北极星水处理网获悉,4月25日,倍杰特集团投资建设的喀什城北供水保障能力提升工程及污水处理厂建设项目开工仪式在喀什市隆重举行。喀什市政府党组成员、副市长木合塔尔#xB7;艾山,以及喀什经开区、喀什噶尔河水利管理中心、地区水利局、地区发改委等相关部门的主要领导以及中建新疆建工集团副总经理陈
北极星水处理网获悉,4月27日,山东烟台市辛安河污水处理厂三期工程特许经营项目招标计划发布。该项目招标人为烟台市城市管理局,建设内容为烟台市辛安河污水处理厂三期工程,主要包括:项目新建处理能力为10万m/d的污水处理设施,以及厂外新增和扩建的管网,出水水质达到《山东省住房和城乡建设厅关于
北极星售电网获悉,4月25日,内蒙古科尔沁左翼后旗发展和改革委员会发布科尔沁左翼后旗自主创新承接产业转移示范区增量配电网项目投资运营主体优选结果公示,项目投资运营主体为通辽市广通新能源有限公司。项目建设内容:配电区域内规划建设一座220千伏变电站、三座66千伏变电站及配网等。项目配电区域
2025年4月21日16时15分,成都市第六再生水厂一期分布式光伏项目成功并网发电。作为成都市中心城区首个“光伏+再生水厂”示范项目,通过“水上发电、水下治污”的立体化布局,实现空间资源集约利用与减污降碳协同增效,标志着成都环境集团在绿色低碳转型和环保产业创新领域迈出重要一步。为何投资“光伏
4月24日,信阳市陕煤电力高效超超临界机组再生水利用工程EPC总承包项目招标公告发布。该项目招标人为信阳华信水务集团有限公司,总投资约15463.02万元。该工程建设内容包含再生水厂区和再生水管道两部分:(1)再生水厂区:对信阳市第一污水处理厂院内2号再生水泵房进行改造,在预留位置安装4台潜水泵
北极星水处理网获悉,新疆阿勒泰地区布尔津县吉克普林区域污水厂及中水库建设项目招标计划发布,详情如下:项目概况1、污水处理厂:新建污水处理厂1座,设计每日处理规模6000立方米,以及相关配套设施。2、再生水管道:新建再生水管道约4000米,管径为300-400毫米,管材采用钢丝网骨架PE管,及相关配套
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!