【摘 要】
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高浓度难降解有机废水常采用Fenton高级氧化与生物处理组合工艺。Fenton处理出水通常盐分高,含有大量SO42-(投加硫酸所致)及大量Cl-等其它离子(原水带入),高盐分导致传统活性污泥处理效率降低。好氧颗粒污泥(AGS)作为一种高效的生物处理技术,关于Cl-对AGS的影响研究较多,SO42-及混合盐(SO42-、Cl-)对AGS的影响研究较少。本课题研究了AGS处理含SO42-、Cl-及混合
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高浓度难降解有机废水常采用Fenton高级氧化与生物处理组合工艺。Fenton处理出水通常盐分高,含有大量SO42-(投加硫酸所致)及大量Cl-等其它离子(原水带入),高盐分导致传统活性污泥处理效率降低。好氧颗粒污泥(AGS)作为一种高效的生物处理技术,关于Cl-对AGS的影响研究较多,SO42-及混合盐(SO42-、Cl-)对AGS的影响研究较少。本课题研究了AGS处理含SO42-、Cl-及混合盐(SO42-、Cl-)废水的效能,对混合盐胁迫下AGS系统的耐冲击能力、稳定运行及微生物群落进行了研究。以絮体污泥为种泥,采用SBR方式启动四个AGS反应器,分别为空白(R1)、投加硫酸钠(R2)、氯化钠(R3)、硫酸钠和氯化钠混合盐(R4)。结果表明,盐度胁迫可以缩短AGS成熟的时间和提高AGS的沉降性能。R2、R3和R4中AGS分别在28、33和28 d左右成熟,R1运行至55 d时AGS仍未成熟。R2、R3和R4中AGS的SVI分别为38、40和36 m L/g左右,低于R1中AGS的SVI(62 m L/g)。盐度胁迫下,COD的去除受到抑制作用,氨氮去除速率降低,实现了短程硝化,总氮去除效果变好。与氯化钠相比,硫酸钠对COD的去除及亚硝氮的氧化影响较小。与空白(R1)相比,盐度胁迫使COD的去除率分别降低3.3%(R2)、11.6%(R3)和18.3%(R4);R1、R2、R3和R4中氨氮去除率均为97%~99%,但盐度胁迫下氨氮的去除速率降低;亚硝氮占亚硝氮与硝氮之和的比分别为10.3%、87.5%、97.2%和98.4%;总氮去除率分别为43.0%、62.7%、63.8%和63.4%左右。氯化钠浓度达到4900 mg/L时,亚硝氮开始积累;硫酸钠浓度达到14700 mg/L时,亚硝氮开始积累。以絮体污泥为种泥启动反应器时间较长,考察利用冷冻储存的AGS启动反应器。结果表明,以冷冻储存的AGS为种泥,可以有效缩短反应器的启动时间。以-20℃冷冻储存120 d的混合盐胁迫下培养的AGS为种泥,在SBR中运行至16 d,污染物去除效果恢复至冷冻储存前的状态,AGS仍然保持颗粒状态。利用混合盐胁迫下培养成熟的AGS研究处理模拟废水的效能。结果表明,AGS系统具有较好的耐盐度和耐氨氮冲击能力。盐度低于5.5%时,系统对氨氮和COD具有较好的去除效果;氨氮浓度低于400 mg/L时,系统对氨氮具有较好的去除效果,氨氮浓度高于300 mg/L时,COD的去除受到明显的抑制。处理模拟含盐废水时,AGS系统具有较好的稳定性。进水COD和氨氮浓度分别为1600和140 mg/L左右时,最佳HRT为8 h,曝气量为2.3 L/min,运行68 d期间,COD、氨氮和总氮的去除率分别为84%~93%、91%~100%和66%~80%,去除效果较稳定。混合盐胁迫下AGS处理模拟含盐废水时的污泥特性和微生物群落结构分析表明,与接种污泥相比,混合盐胁迫下培养的AGS微生物群落结构发生了较大变化,微生物的物种多样性和丰富度均降低。盐度胁迫下颗粒污泥样品中Nitrospiria(亚硝酸盐氧化细菌)的活性受到了严重的抑制,相对丰度降至0。本研究可为Fenton高级氧化与AGS的组合工艺提供有益的参考。
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