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。
7月17日,广东海丰县深汕特别合作区拓展区基础设施建设项目(第三污水处理厂)中标候选人公示。中标候选人为:中园城市建设有限公司/中铁(广州)投资发展有限公司/中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司联合体;投标报价为:229455768.56元。项目建设内容及规模:第三污水厂位于北三环以北、规划纵一路
随着城市化进程的逐步提升,城市普遍面临暴雨期间雨水渗入量越来越少的问题。雨水在地表流动过程中会冲刷并携带地表各种污染物汇入自然水体,造成水体污染。同时在某些合流制排水系统中,大量雨水汇入使得下水道会造成溢流污染,严重影响自然水体。在极端天气多发的今天,这是造成自然水体污染的重要因
7月17日,重庆市潼南区青岩子丘陵型水网示范带项目一期和成渝双城经济圈潼南战新产业合作示范区东B区污水处理厂及配套管网建设项目一期EPC招标公告发布。项目规划占地面积112.3亩,其中青岩子丘陵型水网示范带项目约35.2亩,污水处理厂项目约77.1亩。一是新建潼南高新区青岩子工业水厂1座,建设规模10.
日前,河南省发展和改革委员会发布关于南阳白河2x1000MW煤电项目核准的批复,该项目建设地点位于南阳市宛城区黄台岗镇。项目新建2台100万千瓦高效超超临界燃煤发电机组。详情如下:河南省发展和改革委员会关于南阳白河2x1000MW煤电项目核准的批复南阳市发展改革委:报来的《关于呈报南阳白河电厂(2×1
7月17日,贵州茅台镇第三生活污水处理厂工程项目招标计划发布。该项目投资估算12731万元,计划于7月22日招标。项目建设内容包括大型土石方工程、基础工程、厂区道路建设、格栅池、事故调节池、MBBR生化水池、生物滤池、水解酸化池、污泥脱水机房及加药间等;除此之外,另含挡土墙、综合管网、厂区电气
7月15日,海天股份发布公告称,,因公司全资子公司天府海天与四川天府新区农业农村局(被告一下称“天府新区农业农村局”)、四川天府新区管理委员会(被告二下称“天府新区管委会”)存在合同纠纷,天府海天向四川天府新区人民法院提起诉讼,涉案金额为2.75亿元。公告显示,2011年3月9日,海天股份通
500多家展商800个展位30,000平米展出面积35,000名专业观众一、展会概况深入贯彻落实习近平总书记关于水旱灾害防御和水利基础设施建设的重要指示批示精神,着力推动解决农业小型水利设施老化、塘坝淤塞严重、水渠不畅等问题,提高农业抵御与自然灾害和综合生产能力,全面推进乡村振兴、加快农业水利强省
湖北省环保产业协会近日正式发布了《2024年湖北省生态环境保护实用技术和示范工程名录》,中建环能科技股份有限公司及其旗下武汉环能德美工程技术有限公司(中建环能华中公司)凭借突出成果,在技术与项目领域双双入选。技术方面:公司自主研发的“污泥低温带式干化技术”成功入选实用技术名录。项目方
7月16日,江苏无锡安镇污水处理厂三期扩建工程EPC工程总承包招标公告发布。本工程主要建设内容为新建地上污水处理厂1座,含工艺、结构、建筑、电控、暖通、总图、消防等各专业全部工程内容,本次扩建工程主要以新建5万m3/d处理单元(部分土建按12万m3/d考虑)为主,并为满足扩建工程功能需求,在现状厂
7月15日,新疆阿克苏地区阿克苏市污水处理厂水污染治理设施扩容改造项目(EPC)招标公告发布。本项目对阿克苏市污水厂设施设备进行改造更新,采用粉末载体诱导改善活性污泥技术,采购污泥诱导、筛分系统、旋流爆气设备、鼓风机等设备对生化池进行更新改造、采购活性砂滤器等设备对活性砂滤池更新改造,
7月15日,江苏通州湾示范区临港污水处理厂EPC工程总承包项目中标结果公示。中国建筑一局(集团)有限公司、江苏省环境工程技术有限公司中标,中标价:223136700元。该项目新建污水处理厂总设计规模2×104m3/d,本次一期工程设计规模1.0×104m3/d,中水回用率30%,具体内容详见设计任务书及发包人要求。
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!