论文部分内容阅读
本课题针对江苏省常州市武进区某污水处理厂进水中工业废水占比较高,出水水质要求较高的特点,对上游企业进行水量和水质的调查,分析上游企业排放污染物特征;根据上游企业水质特点及水厂A2O工艺运行情况,设置A2O+反硝化滤池中试装置,模拟污水厂运行,选用对特征污染物具有特效降解能力的包埋菌,对A2O工艺进行生物强化,选取COD,氨氮,总氮,总磷为常规污染物,苯胺为特征污染物,考察了中试规模的A2O生物强化系统对污染物的去除效果,通过调整进水流量,研究HRT对污染物的去除效果;通过调整硝化液回流比,研究内回流比对于氨氮,总氮去除的影响;通过高通量测序分析微生物组成。通过反硝化滤池外加优质碳源,对附着于滤料表面的反硝化菌进行强化,改善系统的脱氮效果,通过高通量测序,分析不同碳源下微生物群落特征;通过外加除磷剂,削减出水中的总磷。(1)通过对上游企业工业废水量调研,可知污水处理厂进水中工业废水占比较高,占污水处理厂进水量的40%左右,其中以印染废水,电子电镀废水,机械加工废水为主,高比例的工业废水对污水处理厂的正常运行势必产生一定的影响。对上游企业常规水质采样分析可知,不少上游企业常规指标存在超标的问题,企业排入管网废水的常规指标特征符合企业特征,如印染企业排放废水COD偏高。采用ICP-AES法对污水处理厂和代表企业预处理前后的水样进行检测,结果表明Cu、Fe、Zn三种重金属含量较高。尤其电子厂原水中含有大量的铜离子,涂装厂废水中含有大量的锌离子,直接排入污水处理厂对活性污泥系统冲击极大。用凝胶色谱法,三维荧光法,以及GC-MS法对污水处理厂进水和代表企业预处理前后的水样进行有机物成分分析,上游企业废水中有机物种类繁多,成分复杂。通过发光细菌法对各工业废水进行毒性检测,结果表明各个水样均有有不同强度的毒性,都在中毒及以上级别,如果大量进入水厂,将对活性污泥系统中的微生物的正常生命活动产生很大的影响。对污水处理厂进水和代表企业预处理前后的水样进行好氧可生化性实验,不同企业废水好氧可生化性不同,COD虽有一定程度的去除,但并未降至理想水平,工业废水含有大量的难生物降解的物质。(2)通过对A2O中试系统进行生物强化,得出以下结论:启动阶段中试系统对C OD去除率为57%,氨氮去除率为89%,总氮去除率为44%,总磷去除率为62%,苯胺去除率41%。总体来说,去除效果并不理想。随着好氧包埋菌及厌氧包埋菌的投加,中试A2O对COD,氨氮,总氮,总磷,苯胺的去除有所上升,随着好氧包埋菌投加量的增加,COD的去除效果有所好转,由53.7%增长到71%。氨氮去除率达到91%,总氮去除率达到59.8%,苯胺的去除率达到64.1%。(3)对水厂及中试系统进行高通量测序,从门水平上来看,所有样品中变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(B acteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度较高,其中变形菌门占据绝对优势。从属水平来看,各部分优势菌属主要有norank-fnorank-o-1-20,norank-f-Caldilineaceae,生丝微菌属(Hyphomicrobium),norank-f-norank-o-Dadabacteriales,Defluviicoccus等。(4)通过向反硝化滤池中投加不同碳源,研究碳氮比对反硝化滤池的影响,得出以下结论:以乙酸钠作为碳源时,C/N在3~4时,反硝化滤池对硝氮的去除率最高达95.4%,总氮去除率达到86.93%,出水COD没有明显增长;以甲醇作为碳源时,C/N在4~5时,反硝化滤池对硝氮的去除率最高达96.3%,总氮去除率达到86.86%,出水CO D没有明显增长。在碳源充足的情况下,乙酸钠作为碳源的反硝化滤池沿程反向没有亚硝酸盐的积累,且硝氮降解较快;以甲醇作为碳源的反硝化滤池,沿程方向出现了亚硝酸演的积累,且硝氮降解较慢。(5)通过对两个滤池进行高通量测序表明,两个滤池中变形菌门(Proteobacteria)为最主要的菌门,拟杆菌门(Bacteroidetes)绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actin obacteria)为次要菌门。以乙酸钠为碳源的反硝化滤池中与反硝相关的菌属从采样口1到4相对丰度依次是20.67%、21.92%、33.02%、37.41%对于以甲醇作为碳源的反硝化滤池来说,与反硝化滤池相关的菌属在采样口1到4相对丰度分别为分别为9.71%,16.65%,12.38%,8.51%。(6)对比了PAC、PFS、及PASF对于二沉池总磷的去除效果,以及PASF、PAM、磁粉组合对总磷的去除效果,并用正交试验的方法进行优化。得出以下结论:单独投加PSAF时对总磷的去除率高于PAC及PFS,从总磷的去除效果上来看,组合除磷时PSA F+PAM>PSAF+磁粉+PAM>PASF+磁粉>PASF。通过正交试验由正交实验结果可知,当PASF投加量为80mg/L,PAM投加量为0.4mg/L总磷去除率最高为89.51%。