高鹽度廢水處理工藝

環(huán)保網(wǎng)訊:高含鹽廢水的種類很多,石油、頁巖氣開采,電鍍、制藥、印染、發(fā)酵工業(yè)、海產(chǎn)品加工廢水等都含有較高濃度的無機鹽組分如Cl-等。

生物處理方法是目前廣泛采用的高鹽廢水處理方法,雖然高含鹽廢水中較高的鹽度會影響生物處理的效果,但若采用其他的方法,如膜分離等技術則成本較高,所以生物處理仍是首選的處理方法。

鹽度影響生物處理效果的主要原因在于：在生物處理方法中,主要是利用活性污泥或生物膜、顆粒污泥中微生物的新陳代謝來吸附降解廢水中的污染物,而高鹽度會引起高滲透壓,使微生物細胞脫水,同時也會抑制微生物降解有機物的反應效率,從而影響生物處理方法的效果.因此,在處理高含鹽廢水時應當選擇能夠耐受高鹽度影響的生物反應器.

迄今為止,已進行過鹽度影響實驗研究的生物反應器有膜生物反應器、移動床生物膜反應器、升流式厭氧污泥床(up-flowanaerobicsludgeblanket,UASB)反應器、上流式厭氧生物濾池反應器、EGSB反應器等。

由于顆粒污泥在鹽度負荷沖擊下能夠體現(xiàn)出更高的適應能力,UASB等能夠培養(yǎng)出厭氧顆粒污泥的生物反應器得以在處理高含鹽廢水時有更多的應用研究,但同時從反應器處理效果和微生物角度分析研究較少。

EGSB是在UASB基礎上發(fā)展起來的第三代厭氧反應器,與UASB相比有更好的運行效果.本次研究利用模擬的高鹽度廢水,從鹽度影響下EGSB反應器的運行效果和厭氧顆粒污泥兩個方面進行分析比較,并對厭氧顆粒污泥做高通量測序,以期為EGSB反應器應用于高含鹽工業(yè)廢水的實際處理提供參考的實驗數(shù)據(jù)。

1材料與方法1.1實驗裝置

實驗用EGSB反應器由圓筒形有機玻璃制成,總高1.4m,內(nèi)徑0.12m,總容積為15.52L,有效容積為15.18L.回流口在距反應器底部1.19m的位置,三相分離器圓環(huán)擋板距離頂部0.16m,三相分離集氣罩呈圓錐形,底部直徑0.1m,頂部直徑0.03m,高0.08m,排氣通道高0.07m,集氣罩、排氣通道和EGSB反應器上蓋密閉。

投加顆粒污泥于反應器中,進水和回流分別通過蠕動泵從反應器底部進入.顆粒污泥、沼氣、廢水三相在反應器中混合,隨著水流上升至三相分離器,沼氣進入集氣罩,而大部分廢水通過集氣罩與擋板間的縫隙進入出水區(qū),顆粒污泥由于重力作用,在遇到擋板和集氣罩壁后,下降至污泥層,因此能很好地實現(xiàn)氣、液、固的三相分離。

1.2實驗用水

人工配置的模擬高鹽廢水用于本次實驗,通過進水中逐漸增加的鹽度對EGSB反應器進行馴化.人工配水主要由葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4、NaHCO3、NaCl和營養(yǎng)液配制而成,葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4分別作為人工配水中微生物生長代謝所必須的C、N、P源,三者的投加量比例為C:N:P=250:5:1,后期調(diào)整為125:5:1.采用NaCl提供人工配水中的鹽度,對微生物進行鹽度馴化,其投加量逐漸由0增加到7500mg˙L-1.營養(yǎng)液中包含微生物生長所需要的微量元素,其組成成分詳見表1.

1.3分析項目及方法

COD采用快速測定法,測定儀器為5B-3(C)型COD快速測定儀(中國連華科技);濕式氣體流量計用于計量沼氣產(chǎn)量;顆粒污泥粒徑分布用濕式篩分法測定;顆粒污泥沉降速度采用重量沉降法.

厭氧顆粒污泥高通量測序：按照OMEGA公司的E.Z.N.ATMMag-BindSoilDNAKit試劑盒說明書中的步驟提取厭氧顆粒污泥微生物中的DNA,用瓊脂糖凝膠檢測DNA完整性.細菌PCR擴增采用引物為341F:CCCTACACGACGCTCTTCCGATCTG(barcode)CCTACGGGNGGCWGCAG,805R:GACTGGAGTTCCTTGGCACCCGAGAATTCCAGACTACHVGGGTATCTAATCC.古菌引用槽式PCR擴增有三輪。

第一輪使用引物為340F：CCCTAYGGGGYGCASCAG,1000R：GGCCATGCACYWCYTCTC；

第二輪引物為349F：CCCTACACGACGCTCTTCCGATCTN(barcode)GYGCASCAGKCGMGAAW,806R：GACTGGAGTTCCTTGGCACCCGAGAATTCCAGGACTACVSGGGTATCTAAT

第三輪擴增,引入Illumina橋式PCR兼容引物.

PCR結束后,將PCR產(chǎn)物進行瓊脂糖電泳檢測,DNA純化回收,利用Qubit2.0DNA檢測試劑盒對回收的DNA精確定量,以方便按照1:1的等量混合后測序.委托生工生物工程(上海)股份有限公司進行IlluminaMiSeq高通量測序,測序數(shù)據(jù)通過質量控制預處理,去除嵌合體及靶區(qū)域外序列后,在OTU聚類結果的基礎上進行RDP分析.預處理采用的軟件為Prinseq(版本0.20.4)與FLASH(版本1.2.3),去除嵌合體及靶區(qū)域外序列采用的軟件為Mothur(版本1.30.1),分類采用的軟件為RDPclassifier.