高盐废水MBR水处理工艺

1.2SMP的提取方法

在调整盐度变化的过程中,每阶段的运行时间约为10d,每天分别从MBR-1与MBR-2的膜生物反应器中各取50mL污泥混合液,在4000r˙min-1的条件下离心5min,取上清液经0.45μm的滤膜过滤,所得即为两系统的溶解性微生物产物(SMP)。

1.3三维荧光光谱分析

三维荧光光谱能够获得激发波长和发射波长同时变化时的荧光强度信息,在光谱图中,不同的溶解性有机质具有不同的荧光基团,并且荧光峰的位置和强度也不尽相同。本实验采用F-2700型荧光光谱仪(日本日立公司)对提取的SMP进行三维荧光扫描,激发光波长范围为220~450nm(步长10nm),发射光为220~600nm(步长10nm),激发和发射狭缝宽度为5nm。所得结果利用Orign软件进行数据分析,所有的三维荧光光谱分析都重复测量3次。

2结果与讨论

2.1不同盐度下MBR-1上清液SMP与出水的3DEEM

通过观察发现,BCOR-MBR工艺的过膜压力上升速率为0.7676kPa˙d-1,低于对照组(0.8728kPa˙d-1)。BCOR-MBR组合工艺的出水TOC浓度均低于对照MBR,组合工艺与对照组的TOC平均去除率为分别为92.69%、88.72%。

不同盐度下MBR-1中上清液SMP与出水的三维荧光光谱图如图2中所示。各组光谱图形状相似,均含3个主要特征峰,各个特征峰的主要位置列于表1。结合前人对三维荧光光谱图五个区域的总结,其中,A峰与C峰中心位置(λex/λem)均位于250~380/380~540nm,属于类腐殖酸物质。

B峰中心位置(λex/λem)位于250~335/280~380nm,属于类溶解性微生物副产物,为色氨酸类物质。作为对照组的MBR-1系统在盐度逐渐升高的过程中,3个荧光峰强度与位置均发生不同程度的改变。其中,代表类腐殖酸类物质的A峰与C峰先随着盐度的提高荧光强度显著增强,在盐度为9~18g˙L-1范围内,两峰强度达到最大,后随着盐度继续提高而变弱。代表色氨酸类物质的B峰在盐度为18~30g˙L-1之间荧光强度最大,且发生蓝移。

推测盐度的提高使得微生物细胞内某些大分子蛋白等参与调渗作用的物质产出增多,从而调节内外渗透压来保障自身的繁殖,在更高的盐度条件下(18~30g˙L-1),盐度对微生物生长的抑制作用增强,高盐环境造成的高渗透压使细胞脱水进而原生质流失,且高浓度的氯离子对微生物具一定的毒害作用。故而系统中类腐殖酸类物质随着盐度继续上升特征峰强度下降,微生物产物生产量减少,经过驯化的耐盐优势菌种得以继续繁殖。

对比MBR-1的出水与污泥上清液中SMP的三维荧光光谱发现,在无海水投加环境下,出水中代表类腐殖酸的C峰发生蓝移,且出水中色氨酸荧光强度增强,其他各盐度下3个荧光峰均不同程度减弱。根据已有的研究得出,荧光峰的蓝移可能是由π电子体系的变化(如芳香环的减少、共轭键和脂肪链的断裂等),有机结构中羰基、羟基和胺基等官能团的消减等现象引起的。据此推测,MBR对类腐殖酸类物质有一定的拦截作用,并会将较复杂的芳香环等体系裂解并使较大粒径的有机物颗粒破碎成较小的碎片。

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