间歇性施泥诱导超高盐环境中好氧污泥颗粒化及性能研究

南疆阿拉尔市北区印染厂较多,印染过程用水量大,产生的废水成分复杂,且属于高盐废水,研究开发可处理超高盐废水的生物处理技术显得尤为重要。在两组高径比(R_(H/D))为7.5的序批式反应器(SBR)内接种市政活性污泥,进水为人工模拟废水(盐度质量分数10%,固体Na Cl配制),采用间歇施泥(S1)和不施泥(S2)两种操作方式运行,分析市政污泥在超高盐废水中颗粒化过程中污泥形态、除污性能及间歇施泥维持颗粒结构稳定性的机制。结果表明:间歇施泥和不施泥运行最终均能形成耐盐好氧颗粒污泥,颗粒形成时间分别为43 d和55 d;耐盐好氧颗粒污泥形成后,S1、S2中MLSS分别约为4.5、4.11 g/L,SVI_(30)分别为20.8、45.4 mL/g,对应颗粒粒径分别为4 834.5、3 686.2μm,污泥形态为卵状;污泥颗粒EPS中蛋白质二级结构α-螺旋/(β-折叠+无规卷曲)约为0.685(S1)和0.699(S2),污泥颗粒的疏水性增强;间歇施泥反应器中废水COD、TP、NH_(4)^(+)-N平均去除率分别为81.50%、57.40%、93.30%,高于不施泥反应器中各污染物去除率。间歇施泥的应用可以有效缩短污泥颗粒化时间,维持颗粒的完整性,强化对污染物的去除,为高盐废水的处理提供新的思路。

冷冻-蒸发对超高盐浓度工业废水的分盐效果

采用冷冻-蒸发耦合工艺,研究经机械式蒸汽再压缩(MVR)工艺浓缩后的废水中硫酸钠和氯化钠的分盐过程.首先,在-5~-15℃时探究冷冻温度及停留时间对硫酸钠和氯化钠结晶的影响.结果表明,当冷冻温度为-12.5℃、停留时间为4 h时,模拟废水中硫酸钠和氯化钠的分盐效果最好.其次,将此操作条件应用于实际废水实验后,每100 g硫酸钠结晶的纯度为97.46%,达到GB/T 6009—2014《工业无水硫酸钠》Ⅱ类合格品标准;每100 g氯化钠结晶的纯度为96.86%,达到GB/T 5462—2015《工业盐》精制工业湿盐优级标准.

超高盐高磷废水磷酸盐还原系统构建过程中磷系统转化分析研究

针对现有除磷技术存在的问题,以高盐高磷榨菜腌制废水为研究对象,探讨了磷酸盐生物还原系统构建过程中磷形态的转化.结果表明,以3%的盐度(以NaCl计,下同)废水启动反应器,通过两阶段盐度逐步提升法,在进水有机负荷(COD)0.45kg.(m3.d)-1,磷负荷(PO43--P)5.0 g.(m3.d)-1,DO 6 mg.L-1,水温30℃,且未排泥的条件下,成功构建了超高盐(7%盐度)条件下的磷酸盐还原系统.通过该磷酸盐还原系统运行26个周期中,对磷平衡及污泥中磷形态转化进行研究.结果表明,系统中平均每日有41.8 mg.L-1的外源磷损失,而污泥中共有155 mg的内源磷通过磷形态转化以及磷酸盐还原途径损失,占外源磷损失量的14.2%,占系统磷损失总量的12.5%.系统构建过程中污泥的磷形态主要以Org-P→NaOH85-P→HCl-P→NaOH-P→BD-P→H2O-P途径进行转化.

耐盐好氧颗粒污泥胞外聚合物组分及微生物群落结构特征

耐盐好氧颗粒污泥具有降解超高盐废水的能力,但污泥胞外聚合物(EPS)和微生物群落组成对颗粒污泥的影响机制尚不明晰。采用3个序批式反应器(SBR,非盐不补泥(E)、高盐间歇补泥(A)、高盐非补泥(S))培养耐盐好氧颗粒污泥,进水盐度为10%,分析SBR运行过程中污泥元素含量、EPS组分及微生物群落的变化特征。结果表明,在间歇补泥的运行策略下,污泥中碳的质量分数和氨基酸总质量分别提高到30.51%和260.98mg/g(疏水性94.46mg/g,亲水性166.52mg/g),并富集盐单胞菌属(Halomonas,26.44%)和棒杆菌属(Corynebacterium,24.07%)等聚磷菌,以及未分类菌属(unclassified_f_Rhodobacteraceae,10.82%)的反硝化菌。EPS和盐度是诱发微生物群落变化的主导因素。通过逐步间歇补泥的方式可以缩短耐盐颗粒污泥的颗粒化时间,保证污泥系统的稳定运行,为高盐废水中污染物的降解提供了新的思路。

温度对ASBBR处理榨菜废水及微生物种群的影响

以超高盐(以Na Cl计为70 g/L)榨菜废水为研究对象,通过中试考察温度对ASBBR反应器处理效能及微生物种群的影响。结果表明,季节温度变化对系统去除COD的效能影响显著。当负荷为3 kg COD/(m^3·d)时,反应器在夏季(26~39℃)、秋季(13~25℃)、冬季(3~12℃)的COD平均去除率分别为89.43%、78.51%、66.35%。PCR-DGGE分析结果表明,超高盐榨菜废水处理系统的微生物种群与接种污泥相比发生了显著变化;温度对系统微生物种群结构及优势微生物种群影响显著,微生物种群丰富度呈现出夏季>秋季>冬季的规律,夏季与秋季、冬季的微生物种群相似性分别为49.6%、45.2%;根据16S r DNA V3区测序结果,系统优势微生物种群主要为厌氧嗜盐菌,温度对有机物降解优势微生物功能菌属影响显著,夏季系统中主要有Marinobacterium、Lutaonella、Cellulophaga、Arcobacter、Methanobacterium,冬季系统主要有Marinobacterium、Arcobacter、Methanobacterium。