揚州蘇電電氣有限公司起源于風景秀麗的歷史文化名城江蘇省揚州市，是國電力行業研制、生產臥式拉力試驗機、安全工器具力學性能試驗機、全電腦安全工器具力學性能試驗機系列產品供應商以及高壓檢測儀器及電力測試設備的專業企業。公司通過了ISO9001:2000質量體系認證，獲得了計量器具制造許可證和計量合格確認證書、機構評出的AAA級資信等級證書、質量誠信企業證書等。
蘇電電氣水措置網訊:印染廢水的首要污染特征為可生化性差、有機物含量高、色度深, 是工業廢水措置研究中被關注的重點水污染源.隨著含氮含硫染料和化學助劑的使用, 印染廢水也伴隨著氮、硫的污染, 已有學者開始正視氮的去除研究, 而硫的去除常被忽視.印染廢水中的硫首要以硫酸鹽和硫化物兩種形態存在, 《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB 4287—2012對硫化物的排放提出了要求, 硫酸鹽本身對環境沒有危害, 但其在一定條件下能夠轉化為硫化物, 進而危害環境.針對印染廢水特點及其治理研究的現狀, 本文研究采取了“UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket-缺氧好氧-混凝沉淀”組合工藝, 以蘇州一家印染企業排放的綜合性印染廢水為措置對象進行中試研究, 終究實現了有機物、色度、氮、硫的同步去除, 并且在對調試成功的數據分析的基礎上初步研究了各個反應器內的氮、硫轉化去除機理. UASB作為該組合工藝中的核心反應器, 對實現同步去除COD、脫氮、除硫起到了關鍵感化.因此, 本文在前期研究基礎上, 從對最好工況條件下運行數據分析、微生物學菌種鑒定和小試3個方面, 重點對UASB反應器內碳、氮、硫的協同去除機理進行研究, 以期為后續研究提供理論參考.
材料與方法
1.1 中試概況
中試在蘇州某印染廠進行, 該廠以印染純棉纖維、滌綸、腈綸和棉混紡織物為主, 排放的是綜合性印染廢水.廢水pH為7.0~10.0, 水溫為30~40 ℃, 其它首要指標為CODCr 452~775 mg˙L-1、BOD5 98~185 mg˙L-1、色度400~600倍、NH4+-N 22.5~40.6 mg˙L-1、TN 70.3~102.3 mg˙L-1、NO3--N 1.2~1.8 mg˙L-1、TP 0.3~0.5 mg˙L-1、SO42- 44.7~80.3 mg˙L-1、S2- 32.5~41.8 mg˙L-1、SS 225~400 mg˙L-1, 未檢測出NO2--N和單質硫(S0.
中試裝配于2014年3月啟動成功, 然后進行參數優化得出：控制UASB水力負荷0.4 m3˙m-2˙h-1(冬季反應器溫度低于15 ℃時降至0.3 m3˙m-2˙h-1, 活性污泥A反應器DO=0.5~0.8 mg˙L-1, B反應器DO=0.2 mg˙L-1, 接觸氧化反應器采取漸減曝氣且氣水比為12:1, 混凝劑PAC(10%和PAM(0.1%投加量分別為1.2 mL˙L-1和0.9 mL˙L-1, 絮凝30 min, 實現了C、N、S的同步去除, 出水指標達到并優于《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287—2012的直接排放標準, 且連續半年運行表明, 工藝穩定.具體工藝流程如圖 1所示.
圖 1中試系統工藝流程圖
1.2 UASB反應器
1.2.1 中試裝配
UASB為目前應用廣泛的高效厭氧反應器之一, 優于普通水解酸化池.反應器由污泥反應區、氣液固三相分離器、沉淀區和氣室構成, 具體如圖 2所示.反應器規格為2 m×2 m×5 m(長×寬×高, 均分為4個單位, 有效容積18 m3, 三相分離器(共4個高0.8 m, 集氣罩斜面坡度60°, 沉淀區斜面高度0.4 m、坡度55°, 布水區高0.8 m, 超高0.4 m, 設計進水流量1 m3, 即水力負荷0.25 m3˙m-2˙h-1.由提升泵抽取, 從底部分兩道進水, 并采取環形均勻布水方式, 具體如圖 2中底視圖所示.接種污泥取自蘇州某污水廠二沉池含水率82%的剩余污泥, 接種量15 g˙L-1.反應器先采取低負荷啟動, 原水經自來水稀釋至CODCr為200 mg˙L-1, 用硫酸調理pH為7.0~8.0, 以0.6 m3˙h-1連續進水, 5 d后慢慢減少自來水用量, 提高進水COD, 經過15 d馴化, 松散污泥改變為絮狀污泥.再以原水作為進水, 以正常負荷啟動, 并慢慢提高水力負荷至設計值0.25 m3˙m-2˙h-1, 經過40 d培養, 形成了顆粒污泥, 粒徑為0.9~3.5 mm, 沉降性良好, MLVSS約48 g˙L-1, VSS/SS為0.51, CODCr去除率為35%~41%, 即反應器啟動成功.由于進水水溫為30~40 ℃, 反應器內能夠達到中溫消化所需的溫度.
圖 2 UASB反應器示意圖(a.剖視圖, b.頂視圖, c.底視圖 1.進水, 2.污泥層, 3.懸浮層, 4.三相分離器, 5.沉淀區, 6.出水, 7.氣體
1.2.2 小試裝配
小試反應器采取有機玻璃便宜, 尺寸為15 cm×100 cm(直徑×高度, 外置加熱棒于水中進行水浴加熱, 控制為中溫消化, 接種污泥取自中試UASB反應器內已培養好的顆粒污泥, 溫度控制與污泥濃度同中試UASB反應器.由于小試反應器接種污泥取自已培養好的顆粒污泥, 因此, 無需長時間菌種培養.進水取自中試系統進水, 調理pH為7.0~8.0, 連續運行5 d, 出水即達到了中試UASB反應器的出水標準, 啟動成功.
1.3 檢測方法
1.3.1 常規指標檢測
COD、色度、NH4+-N、TN、TKN、NO3--N、NO2--N、S2-、SO42-、SS、TP測定按國家環保總局發布的《水和廢水監測分析方法》(第4版進行溫度、pH采取便攜式測定儀(HACH, America, SensION1測定BOD5測定采取BOD快速測定儀(HACH, America, TrakTMⅡ對于S0的測定, 有研究得出可以采取液相色譜法和分光光度法, 本文采取分光光度法.
1.3.2 微生物檢測
污泥樣品取自中試UASB反應器污泥層, 取樣后裝入無菌袋密封, 利用實時熒光定量PCR, 并委托上海歐易公司采取454高通量測序技術進行微生物菌群鑒定, 實驗流程為：①DNA提取：使用E.Z.N.A Soil DNA試劑盒(OMEGA公司抽提基因組DNA, 并用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提DNA完整性②PCR擴增：按指定測序區域合成帶有5′454 A、B接頭-特異引物3′的融合引物, PCR儀為ABI GeneAmp9700型, 采取TransGen TransStart Fastpfu DNA Polymerase AP221-02型聚合酶, 每個樣品3個反復, 將同一樣品PCR產品混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測, 并用AXYGEN公司的AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒切膠回收, Tris-HCl洗脫③熒光定量：參照電泳檢測結果, 將PCR產品用QuantiFluorTM-ST熒光定量系統(Promega公司進行檢測定量, 以后按照每個樣品測序量進行相應比例混合EmPCR和Roche GS FLX+測序所用試劑分別為Roche GS FLX Titanium EmPCR Kits(Lib-L和Roche GS FLX+ Sequencing Method Manual _XLR70 kit④生物信息學分析：去除序列末端后引物和接頭序列、低質量堿基、barcode標簽序列、前引物序列, 丟棄長度短于200 bp、模糊堿基數>0、序列平均質量低于25的序列, 提取非反復序列, 與Silva數據庫中已比對的核糖體序列數據庫(16S/18S, SSU進行比對, 并采取Mothur軟件將OTU中序列與Silva數據庫比對, 找出最相近且可信度達80%以上的種屬信息.
結果與討論
2.1 數據分析
選取優化條件下的運行數據, 分析UASB反應器內C、N、S轉化去除機理.印染廢水中的氮多以偶氮染料和尿素助劑等有機氮(Org-N和氨氮(NH4+-N形式存在, 其中, Org-N占年夜部分.分析表 1進水數據得出, Org-N在TN中平均占60%以上, NH4+-N占到33%擺布.出水數據顯示, NH4+-N平均濃度從28.3 mg˙L-1升高到了34.9 mg˙L-1, 表觀產率在23.3%擺布. NH4+-N增加說明反應器內存在厭氧氨化反應, 使Org-N分解發生NH4+-N.凱氏氮(TKN包括NH4+-N和Org-N, 結合TKN、NH4+-N進出水數據分析可知, 80%擺布的Org-N獲得了去除, 其中年夜部分是介入了氨化反應, 因為同化感化對Org-N的減少貢獻較少.同時, 出水TKN相比于進水降低了44.1%, 說明部分NH4+-N介入了某種反應被消耗掉, 且氨化感化NH4+-N發生量年夜于其介入反應消耗量, 終究使出水NH4+-N表現出升高的現象.TN去除率為38.5%, 說明反應器內存在某種或某幾種氮的形態改變且發生了N2氣體逸出, 導致TN損失.出水NO3--N升高約1.3 mg˙L-1, 也檢測到了NO2--N, 在0.6 mg˙L-1擺布, 很明顯, UASB反應器內發生了NO2--N、NO3--N形態改變.選取參數優化試驗中HRT對UASB反應器運行影響相關數據, 進一步分析出水NO2--N、NO3--N增量(即Δ[NO2--N]、Δ[NO3--N]隨HRT變化情況.結果發現(圖 3, 隨H。
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