焦点提醒：北方某污水处置厂抗氯离子冲击结果阐发 北方某污水处置厂范围为10万m3/d，自2017年以来最先受海水倒灌冲击，污水处置厂中氯离子浓度和电导率跟着潮汐潮位的转变显现出波动性转变。污水处置厂采取改进AAO+MBBR工艺，在氯离子浓度频仍波动的环境下仍连结较高的脱氮除磷结果。经由过程实验研究发觉，MBBR悬浮载体具有较好的抗冲击能力，氯离子波动冲击对悬浮载体的硝化结果无较着影响，而对活性污泥的硝化进程具有较着的按捺感化。在反硝化方面，氯离子冲击会下降反硝化速度，此时需要耽误缺氧区HRT或增年夜碳源投加量来保 导读：北方某污水处置厂范围为10万m3/d，自2017年以来最先受海水倒灌冲击，污水处置厂中氯离子浓度和电导率跟着潮汐潮位的转变显现出波动性转变。污水处置厂采取改进AAO+MBBR工艺，在氯离子浓度频仍波动的环境下仍连结较高的脱氮除磷结果。经由过程实验研究发觉，MBBR悬浮载体具有较好的抗冲击能力，氯离子波动冲击对悬浮载体的硝化结果无较着影响，而对活性污泥的硝化进程具有较着的按捺感化。在反硝化方面，氯离子冲击会下降反硝化速度，此时需要耽误缺氧区HRT或增年夜碳源投加量来包管TN的去除。采取改进AAO镶嵌MBBR工艺，经由过程好氧区投加悬浮载体，扩年夜缺氧区HRT。实践证实该工艺在硝化和反硝化结果上抗冲击机能杰出，合用在高盐废水的处置。 0 媒介 最近几年来，跟着淡水资本的欠缺，地下水、河湖水的过量开采和过度采砂等行动会致使海水倒灌，跟着潮汐转变，海水水位的波动，会形成分歧水平的海水倒灌进入城市污水管网，进而经各泵站聚集进入城市污水处置厂。海水的典型特点是高盐，特别是氯离子浓度高达17 000 mg/L以上。高氯可以或许改变活性污泥的胞外渗入压，使情况中渗入压高在细菌内部，致使细菌的细胞壁和细胞质膜均衡形态损失，产生质壁分手，进而对污水生物处置系统发生分歧水平的影响。相干研究注解，高浓度氯离子可以或许下降与脱氮除磷相干酶的活性，禁止为反映供给进一步的鞭策力，从而对相干酶促反映形成按捺和迫害感化，终究改变活性污泥中微生物群落布局，按捺硝化菌、反硝化菌和聚磷菌的发展滋生，从而对污水处置系统的脱氮除磷机能发生晦气影响。另外，在持久影响的环境下，高浓度氯离子可以或许引发细胞内的氧化应激反映，从而加强了对微生物的毒性。 本文以北方某沿海污水厂抗氯离子冲击的结果为例，阐发挪动床生物膜反映器（Moving Bed Biofilm Reactor，MBBR）镶嵌在AAO工艺中对延续波动氯离子冲击的反抗结果，为城市污水厂抵抗氯离子的冲击供给手艺参考。 1 污水处置厂概况 污水处置厂设想范围为10万m3/d，采取改进AAO-MBBR工艺。生化池自进水端至出水端，别离为预缺氧区、厌氧区、缺氧区、好氧区，HRT别离为1 h、1.6 h、10 h、11.2 h。在好氧区投加SPR-I型悬浮载体，该悬浮载体厚10 mm，直径25 mm，有用比概况积年夜在450 m2/m3，合适《水处置用高密度聚乙烯悬浮载体》（CJ/T 461-2014）行业尺度，挂膜前其密度略小在水（0.94～0.97 kg/m3），挂膜后密度与水接近（1.000～1.003 kg/m3），填充率为30%。生化池污泥浓度为3.0~3.3 g/L。好氧区的消融氧实测值为2~3 mg/L，表里回流比别离为250%和100%。污水处置厂设想进出水水质见表1。 自2017年中旬以来，该污水处置厂延续遭到海水倒灌冲击，首要表示为污水处置厂中氯离子浓度电导率跟着逐日潮汐潮位的转变显现出波动性转变。在一般运转时，生化池电导率为2～3μS/cm，氯离子浓度为600～1 000 mg/L；在飞腾位时，污水厂受海水倒灌冲击时，生化池电导率则高达8～16μS/cm，氯离子浓度为3 000～6 000 mg/L。在受高氯波动冲击进程中，污水处置厂出水并没有受影响，只是在飞腾位的环境下，为包管TN去除结果，碳源多投加近一倍。为了验证污水处置厂的现实运转结果，对生化段进行了沿程和小试测定。 1.1 实验方式 1.1.1 氯离子冲击对硝化的影响 (1)对污泥硝化机能的测定。在低潮位时取缺氧池出水和海水份别设置装备摆设氯离子浓度为1 000 mg/L、2 000 mg/L、3 000 mg/L和5 000 mg/L的原水，阐发分歧氯离子浓度对污泥负荷的影响。 (2)对悬浮载体硝化机能的测定。在低潮位时取缺氧池出水和海水份别设置装备摆设氯离子浓度为1 000 mg/L、2 500 mg/L、4����APP 000 mg/L和6 000 mg/L的原水，阐发分歧氯离子浓度对悬浮载体硝化负荷的影响。 1.1.2 氯离子冲击对反硝化的影响 (1)分歧氯离子浓度的影响。在低潮位时取厌氧池出水，操纵海水份别设置装备摆设氯离子浓度为1 000 mg/L、3 000 mg/L、5 000 mg/L原水，肯定氯离子浓度对活性污泥反硝化机能的影响。 (2)分歧C/N（COD/氨氮）比的影响。在低潮位时取厌氧池出水，操纵海水份别设置装备摆设两组氯离子浓度各为800 mg/L和5 000 mg/L的原水进行反硝化小试，经由过程报酬投加乙酸钠，研究分歧C/N比在高、低潮位时对活性污泥反硝化机能的影响。 1.2 水质阐发方式 实验中氨氮采取纳氏试剂分光光度法，硝氮采取紫外分光光度法，TN采取过硫酸钾氧化紫外分光光度法，TP采取钼锑抗分光光度法；pH、DO采取WTW Multi-3430i离线测定；COD的测定经由过程添加硝酸银遮掩氯离子后采取国标法测定。 1.3 高通量测序 高通量测序经由过程试剂盒(E.Z.N.A Mag-Bind Soil DNA Kit，OMEGA)提取微生物基因组DNA，经由过程1%琼脂糖凝胶电泳检测抽提基因组的完全性，操纵Qubit3-0 DNA试剂盒检测基因组DNA浓度。PCR扩增所用引物为341 F/806R。PCR产品进行琼脂糖电泳，经由过程DNA胶收受接管试剂盒(SanPrep)对PCR产品进行收受接管，操纵Qubit3.0 DNA检测试剂盒对收受接管的DNA切确定量，依照1∶1的等量夹杂后测序，等量夹杂时，每一个样品DNA量取10 ng，终究上机测序浓度为20 pmol，经由过程Illumina Miseq测序平台完成对样品高通量测序。 采取UPARSE 软件(version 7.1)按照 97%的类似度进行OTU聚类；利用UCHIME软件剔除嵌合体。操纵RDP classifier对每条序列进行物种分类正文，比对Silva数据库(SSU123)，设置比对阈值为70%。 2 成果与会商 2.1 生化池处置结果 研究时代，跟踪了污水处置厂2018年9月至2019年5月颠末一个冬季的生化段水质目标，生化池进水COD、NH3-N、TN和TP的浓度别离为403.2±241.4 mg/L、50.4±4.2 mg/L、66.2±12.0 mg/L和5.1±1.2 mg/L，进水浓度高，且波动性年夜，出水COD、NH3-N、TN和TP的浓度别离为29.7±18.6 mg/L、0.70±0.89 mg/L、8.2±2.0 mg/L和0.3±0.3 mg/L，能够不变到达GB 18918-2002一级A尺度，特别是氨氮能够到达地表Ⅳ类水尺度，去除率到达98.6%。TN去除率87.6%，出水低在10 mg/L，TP去除率94.1%。采取改进AAO镶嵌MBBR工艺抗高氯波动冲击结果杰出。 2.2 氯离子冲击对硝化的影响 2.2.1 氯离子冲击对污泥硝化机能的影响 氯离子冲击对污泥硝化机能影响如图1所示，在活性污泥系统下，水温13~15 ℃、污泥浓度为2.7 g/L时，跟着氯离子浓度由1 000 mg/L增添至5 000 mg/L，氨氮下降至1.5 mg/L以下时，污泥硝化负荷由0.083 kgN/(kgMLSS·d)下降至0.029 kgN/(kgMLSS·d)，降落了65.1%，注解氯离子浓度的增添对污泥的硝化机能发生了晦气的影响。氯离子浓渡过高会引发活性污泥中细胞脱水，并致使相干生物酶产生盐析感化掉活，从而影响微生物一般的心理代谢。Wang等发觉，跟着进水盐度由0增添至8%，污泥中硝化菌的品貌下降，进而使比氨氧化速度和比亚硝酸盐氧化速度别离下降了74.0%和82.0%，致使了系统硝化机能的降落。 2.2.2 氯离子冲击对悬浮载体硝化机能的影响 氯离子冲击对悬浮载体硝化机能的影响如图2所示，在悬浮载系统统下，水温14~15 ℃、填充率为30%时，当氯离子浓度由1 000 mg/L增添至6 000 mg/L时，悬浮载体的硝化容积负荷并没有较着转变，为0.078kgN/(m3·d)。综上所述，氯离子冲击对悬浮载体的硝化机能并没有较着影响，注解在抗高盐特点上，悬浮载体优在活性污泥。相干研究注解，当盐度上升后，细菌可经由过程加强EPS排泄来进行自我庇护，从而在必然水平上连结细胞心理形态和晋升耐盐能力。而统一生物池内的悬浮载体生物膜EPS的量一般弘远在活性污泥EPS的量，是以致使生物膜的这类庇护感化强在活性污泥，从而使悬浮载体生物膜更抗高盐度冲击，别的，也有研究发觉，悬浮载体生物膜泥龄长，为硝化菌种的富集供给了前提，从而加强了处置结果。 2.3 氯离子冲击对反硝化的影响 从污水处置厂现实运转看，氯离子冲击时，需要多投碳源，从而保障缺氧区脱氮结果，在此根本上阐发了高氯冲击对反硝化的影响。 2.3.1 氯离子冲击对反硝化结果的影响 氯离子冲击对活性污泥反硝化结果的影响如图3所示，在水温19~21 ℃、污泥浓度为2.9~3.1 g/L的环境下，当氯离子浓度由1 000 mg/L增添至 5 000 mg/L，颠末4 h后，反硝化速度由0.017 kgN/(kgMLSS·d)降落至0.014 kgN/(kgMLSS·d)，氯离子浓度晋升5倍后，反硝化速度下降18%，注解氯离子浓度对污泥的反硝化结果发生晦气的影响。相干研究注解，高氯前提可以或许按捺反硝化进程中硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶的活性，引发N2O的堆集，致使了反硝化速度的下降。 当氯离子浓度别离为1 000 mg/L、3 000mg/L和5 000 mg/L的环境下，硝氮别离下降8.54 mg/L、7.97 mg/L、7.08 mg/L，COD别离耗损52.8 mg/L、55.2 mg/L、53.6 mg/L，ΔCOD/ΔNO3-别离为6.18、6.93、7.57，成果注解跟着氯离子浓度的升高，去除单元浓度硝氮所耗损的COD越多。可能的缘由有两个：①氯离子冲击的环境下，微生物的胞外聚合物排泄量有所增添。胞外聚合物以多糖和卵白质为主，且来历在外界的无机物。在氯离子频频冲击的环境下，系统中胞外聚合物含量的增添，增年夜了对外界无机物的需求量；②相干研究注解，当氯离子的浓度不跨越30 000 mg/L时，对活性污泥直达化酶的活性具有增进感化，增加了碳源的无效操纵。 2.3.2 分歧C/N比对氯离子冲击的环境下反硝化机能的影响 分歧C/N比对氯离子冲击环境下反硝化机能的影响如表2和图4所示。当实验的水温为19~21 ℃，在不添加醋酸钠且氯离子浓度别离为800 mg/L和5 000 mg/L的环境下，反硝化速度别离为0.018 kgN/(kgMLSS·d)和0.014 kgN/(kgMLSS·d)，从而注解了氯离子冲击对反硝化进程的按捺性。该成果与2.3.1中成果分歧。在添加醋酸钠且氯离子浓度别离为800 mg/L和5 000 mg/L的环境下，反硝化速度别离增添至0.052 kgN/(kgMLSS·d)和0.036 kgN/(kgMLSS·d)。C/N比由10.6提高至16.6后，反硝化速度别离提高2.9倍、2.6倍。上述成果注解，即便在有外加碳源的环境下，氯离子对反硝化进程的影响仍然具有；但不管在低氯离子浓度和高氯离子浓度前提下，乙酸钠的投加均可以或许年夜幅提高反硝化速度。研究注解醋酸钠是易降解无机物，更容易在被反硝化菌接收操纵，这是其致使反硝化速度年夜幅提高的缘由。与此同时，该现象也注释了厂方在飞腾位的环境下，能够经由过程增年夜碳源投加量应对氯离子冲击的缘由。 在该污水处置厂的进级革新中，采取改进AAO镶嵌MBBR工艺实现了原池革新，操纵MBBR工艺强化硝化的道理，缩小了好氧池容，扩年夜了缺氧池容，增添了缺氧区的HRT，所以在高氯波动冲击的环境下，即便反硝化速度下降，经由过程耽误缺氧区的HRT和投加碳源，保障了全体了TN的不变达标。 2.4 MBBR工艺对功能微生物的选择感化 别离取该污水处置厂MBBR区挂膜悬浮载体和洽氧池污泥进行高通量测定，从而鉴定微生物群落布局。 样品中劣势微生物构成如图5所示，悬浮载体和污泥中品貌较高的微生物包罗Nitrospira（硝化螺菌属）、Nitrosomonas（亚硝化单胞菌属）、Candidatus Microthrix、Hyphomicrobium（生丝微菌属）、Trichococcus（明串珠菌属）、Thermomonas（热单胞菌属）、Mycobacterium（分支杆菌属）、Ornithinibacter、Terrimonas和Nitrolancea等。 Candidatus Microthrix属是活性污泥中常见的微丝菌属，常与污泥膨胀相关，其在活性污泥和悬浮载体上的相对品貌别离为21.25%和6.33%。该菌属比概况积年夜，有益在活性污泥细胞摄取低浓度底物，削减水流对细胞的冲洗。在悬浮载体中，Candidatus Microthrix的具有有益在组成生物膜的骨架布局，为微生物供给附着发展的场合。 Ornithinibacter在悬浮载体生物膜和污泥中的品貌别离为3.01%和10.87%。研究注解，该菌属在污水处置傍边可以或许抗病毒、发生胞外聚合物，从而保持微生物群落的骨架布局，包管了系统的不变运转。 Hyphomicrobium属在悬浮载体生物膜和污泥中的品貌别离为1.07%和1.36%，其在消融氧足够的环境下具有好氧反硝化的功能。另外，相干研究注解，该菌属对二氯甲烷、甲胺磷、二甲基硫醚和甲醇等具有降解功能，李继兵操纵不变同位素探针手艺发觉了该菌属可介入PAHs污染水体中菲的降解，并验证了该菌属具有降解菲的功能。 Terrimonas、Thermomonas、Trichococcus、Thauera和Defluviimonas属为污水处置系统傍边常见的反硝化菌属。此中Terrimonas属可以或许降解蒽类物资，在悬浮载体和活性污泥中的相对品貌别离为0.35%和0.76%。Thermomonas和Trichococcus在悬浮载体中的相对品貌为0.20%和0.74%，在活性污泥中的相对品貌别离为0.75%、和6.96%。Thauera和Defluviimonas对高浓度氯离子具有耐受性，在活性污泥中的相对品貌别离为0.44%和0.78%，二者的具有为高氯前提下反硝化进程的顺遂进行供给了微不雅保障。 Nitrosomonas在悬浮载体生物膜和活性污泥中的相对品貌别离到达了0.39%和0.04%，而Nitrospira的相对品貌则别离为9.74%和0.32%。Nitrolancea是一种新型的杆状硝化菌属，在污泥中并未检测到该菌属，在悬浮载体上其相对品貌到达0.43%。综上所述，与活性污泥比拟，悬浮载体更可以或许富集硝化菌属，对Nitrospira的富集结果更加显著。研究注解Nitrospira兼具有亚硝化和硝化的功能，固然该菌属的比增加速度较低，但对基质的亲和力年夜，在低浓度氨氮的情况中更具合作劣势，是以Nitrospira凡是呈现在氨氮浓度相对较低的环境下。悬浮载体的插手使得Nitrospira成为首要的硝化菌属，其相对品貌为活性污泥中的30倍，从微不雅角度上反应了悬浮载体对系统硝化机能的强化感化，这也是悬浮载体对氯离子冲击反抗性强的缘由。 为了进一步研究亚硝化菌（ammonia oxidizing bacteria，简称AOB）和硝化菌（nitrite oxidizing bacteria，简称NOB）在污泥中的散布环境，采取荧光原位杂交手艺，以AOB和NOB独有的核酸序列为探针进行染色，其成果如图6所示。在悬浮载体中，AOB和NOB的占比相当，且散布平均普遍（图6a和6b）。但是在活性污泥中，AOB和NOB的含量少少，几近没法分辨其具有（图6c和6d）。上述成果注解悬浮载体上AOB和NOB的含量远高在活性污泥，这与图5的成果相分歧，从而进一步证实了悬浮载体对系统硝化机能的强化和抗氯离子冲击的缘由。 为研究群落生态学中微生物多样性，经由过程单样品的多样性阐发 (Alpha多样性) 能够反应微生物群落的品貌和多样性。本研究中测定了一系列统计学阐发指数，用以估量情况群落的物种品貌和多样性。此中，Chao 1算法用以估量群落中含OTU数量，进而在生态学中估量物种总数。Shannon多样性指数与Simpson多样性指数为较常见的用在反应Alpha多样性的指数。Shannon值越年夜，申明群落多样性越高，Simpson指数值越年夜，申明群落多样性越低。如表3所示，对悬浮载体生物膜和活性污泥高通量成果进行多样性阐发，由Chao 1指数可知，相较在活性污泥，悬浮载体生物膜的微生物群落相对品貌下降，Shannon指数稍微下降，Simpson指数升高，注解MBBR生物膜在持久富集进程中逐步裁减了其他杂菌，致使微生物群落丰硕度和多样性稍微上升，而物种均一化水平则稍微降落。 3 结论 (1)污水处置厂采取改进AAO镶嵌MBBR工艺，抗氯离子波动冲击能力强，出水COD、NH3-N、TN和TP的浓度别离为29.7±18.6 mg/L、0.70±0.89 mg/L、8.2±2.0 mg/L和0.3±0.3 mg/L，不变到达设想尺度。 (2)氯离子冲击对活性污泥的硝化机能影响较着，而对悬浮载体的硝化机能无较着影响，注解悬浮载体的抗氯离子冲击性强在活性污泥。 (3)氯离子冲击对活性污泥反硝化具有晦气的影响，并增年夜了反硝化的碳源耗损量。投加醋酸钠年夜幅提高了反硝化速度，减轻了氯离子冲击对反硝化的影响，注释了污水处置厂经由过程增年夜碳源投加量应对飞腾位海水的冲击。 (4)MBBR悬浮载体对硝化菌具有杰出的挑选和富集感化，悬浮载体上硝化菌占比10.56%，为活性污泥中的29倍，从而加强了系统的硝化机能，提高了污水厂抵抗氯离子冲击的能力。 原题目:给水排水 |当MBBR工艺遭到氯离子冲击......
北方某污水处置厂抗氯离子冲击结果阐发来历:给水排水 ，北极星水处置网 所属频道:水处置要害词:MBBR污水处置厂氯离子
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