Bagaimana air sisa boleh digunakan untuk membentuk sludge granular aerobik

Thread Content

Enapcemar berbutir aerobik ialah teknologi baharu dalam rawatan biologi air sisa. Berbanding dengan flok enap cemar teraktif yang biasa digunakan dalam kaedah enap cemar teraktif, kelebihan enap cemar berbutir aerobik ialah flok enap cemar teraktif tumbuh menjadi zarah dalam keadaan tertentu, dan kelajuan mendapnya di dalam air jauh lebih besar daripada flok enap cemar teraktif. Oleh itu, apabila enapcemar berbutir aerobik digunakan untuk merawat air sisa, kepekatan biologi dalam tangki pengudaraan boleh* * Dengan meningkatkan masa penyelesaian, yang * * memendekkan. Kepekatan enapcemar teraktif dalam tangki pengudaraan kaedah enapcemar teraktif biasa ialah kira-kira 3000 mg·L-1, dan masa pemendapan ialah 30 minit hingga 2 jam. Dengan teknologi enapcemar berbutir aerobik, kepekatan enapcemar dalam tangki pengudaraan boleh mencapai 10000~14000 mg·L-1, dan masa pemendapan hanya 1~3 min. Berbanding dengan enap cemar berbutir anaerobik, yang biasanya digunakan untuk merawat air sisa berkepekatan tinggi dan air sisa refraktori, masa penanaman enap cemar berbutir aerobik adalah kira-kira 1 minggu hingga 1 bulan, yang jauh lebih pendek daripada masa permulaan enap cemar berbutir anaerobik, iaitu 6 bulan. Oleh itu, teknologi enapcemar berbutir aerobik dijangka membawa kemajuan terobosan kepada teknologi rawatan kumbahan biologi hari ini. Walau bagaimanapun, masa penyelidikan mengenai granulasi enapcemar aerobik masih pendek, dan orang ramai tidak biasa dengan proses pembentukan dan mekanisme pembentukan enapcemar berbutir aerobik. Masih terdapat kekurangan penyelidikan mendalam tentang kesan pelbagai faktor persekitaran terhadap enapcemar berbutir aerobik dan mikrobiologi enapcemar berbutir. Di samping itu, kebanyakan penyelidikan mengenai enapcemar berbutir aerobik dijalankan pada skala makmal, menggunakan pengedaran air buatan dengan kepekatan bahan organik yang lebih tinggi (seperti glukosa, dll.) sebagai matriks. Air sisa domestik bandar dengan kepekatan bahan organik yang rendah jarang digunakan untuk menanam enap cemar berbutir aerobik. Sebaliknya, air sisa domestik bandar mengandungi pelbagai bahan pencemar, dan kandungan COD adalah rendah, biasanya kurang daripada 200 mg·L-1. Pada masa ini, jenis air sisa ini kebanyakannya dirawat dengan kaedah enapcemar teraktif tradisional, yang mempunyai kesan rawatan air sisa yang baik. Walau bagaimanapun, sistem rawatan enapcemar teraktif tradisional secara amnya menduduki kawasan yang luas, mempunyai kos pembinaan yang tinggi, sejumlah besar sisa enapcemar, kos operasi yang tinggi, dan terdedah kepada pengembangan enap cemar. Kajian ini menubuhkan peranti ujian perintis untuk menggunakan kumbahan bandar sebenar untuk menanam enap cemar berbutir aerobik, dan menggunakan kaedah analitikal moden seperti mikroskopi pengimbasan laser confocal dan pembelauan sinar-X untuk mengkaji ciri-ciri enap cemar berbutir terkultur, untuk meletakkan asas bagi aplikasi praktikal teknologi enap cemar berbutir aerobik. 1 Bahan dan kaedah 1.1 Peranti ujian Ujian rintis menggunakan reaktor SBR silinder. Bahagian atas diperbuat daripada kaca organik, bahagian bawah diperbuat daripada keluli, dan bahagian dalam dicat untuk mengelakkan kakisan. Diameter dalam reaktor ialah 1 m, ketinggian berkesan ialah 4.5 m, dan isipadu berkesan ialah 3.5 m3. Pemampat udara digunakan untuk membekalkan udara, dan isipadu pengudaraan dikawal oleh meter aliran. Isipadu pengudaraan ialah 12.5 m3·h-1, dan kadar aliran gas pada permukaan dalam reaktor ialah 0.44 cm. ·s-1. Kadar aliran gas pada permukaan dalam reaktor ditakrifkan seperti berikut: 　　Kadar aliran gas pada permukaan dalaman reaktor (cm ·s-1) = kadar aliran gas dalam reaktor (m3 ·s-1)/luas keratan rentas reaktor (m2) × 100. Peranti ujian ditunjukkan dalam Rajah 1. Masa kitaran satu kitaran SBR ialah 180 min, termasuk 8 min cip air, 60 minit dan 6 minit saluran keluar air; keseluruhan prosedur operasi dikawal oleh suis terkawal masa komputer mikro. Air sisa simulasi buatan dipam ke dalam reaktor dari bahagian atas reaktor oleh pam pemeteran, dan efluen dibuang dari pelabuhan saliran di tengah reaktor dengan nisbah saliran 50%. Semasa kitaran 3-j, kepekatan DO dalam reaktor sentiasa dikekalkan melebihi 2 mg·L-1. http://www.hjkx.ac.cn/hjkx/ch/html/PIC/20140531-1.jpg 　　Rajah 1 Gambarajah skematik loji perintis 1. Kolam air mentah; 2. Pam masuk; 3. Pengawal masa mikrokomputer; 4. Pemampat udara; 5. Meter aliran udara; 6. Kepala pengudaraan; 7. Pam keluar; 8. Salur keluar saliran 1.2 Enap cemar dan kultur inokulasi Enap cemar inokulasi ialah enap cemar kembali daripada tangki pemendapan sekunder loji rawatan kumbahan sebenar. Enap cemar mempunyai struktur flok longgar berwarna kuning, dan sifatnya ditunjukkan dalam Jadual 1. Selepas pengudaraan enap cemar benih selama 24 jam, ia mengendap selama 30 minit, nyahcas supernatan supaya jumlah enap cemar yang disuntik ialah 50% daripada jumlah isipadu, dan kemudian menyuntik kumbahan terkultur ke paras air biasa. Selepas inokulasi, kepekatan enap cemar dalam reaktor adalah lebih kurang 3000 mg·L-1. Air ujian yang digunakan adalah kumbahan bandar sebenar dari loji kumbahan, dan kualiti air yang masuk adalah seperti di Jadual 2. http:// www.dowater.com/jishu/UploadFiles_9416/201611/2016111614141850.jpg 　　Jadual 1 Sifat enap cemar yang disuntik http://www.dowater.com/jishu/UploadFiles_9416/201611/2016111614143015.jpg 　　Jadual 2 Kualiti air pengaruh 1.3 Kaedah analisis (1) Analisis rutin COD dan NH+4-N menggunakan kaedah spektrofotometri tertutup pantas. NO-2-N, NO-3-N, TP, kepekatan pepejal terampai minuman keras campuran (pepejal terampai campuran minuman keras, MLSS), kepekatan pepejal terampai meruap campuran (pepejal terampai meruap campuran, MLVSS), dan pepejal terampai efluen (pepejal terampai, SS) semuanya ditentukan oleh kaedah standard. Olympus digunakan. Mikroskop optik CX31 dan kamera digital Olympus yang sepadan digunakan untuk pemerolehan imej. (2) Analisis CLSM ke atas bahagian beku: Enap cemar berbutir aerobik dalam reaktor telah dikeluarkan, dibasuh dengan PBS, diletakkan dalam medium pembekuan Tissue-Tek OCT (Miles, Elkhart, IN), dan dibekukan pada -40°C semalaman. Enapcemar berbutir beku telah dipotong kepada bahagian tebal 50 μm pada cryostat berputar (CM 1510-Cryostat, Leica, Jerman). analisis CLSM: Pewarna asid nukleik SYTO9 (25 mmol·L-1, Molecular Probe, Eugene, OR) digunakan untuk mengotorkan bakteria di bahagian, dan pewarnaan pendarfluor lektin ConA-TRITC (250 mg·L-1, Sigma) digunakan untuk mengotorkan EPS dalam bahagian. Selepas pewarnaan selama 20 minit, sampel bahagian dibasuh dengan PBS. Sampel bahagian berwarna yang telah dibasuh diletakkan pada mikroskop pengimbasan laser confocal (CLSM, LSM 5 Pascal, Zeiss, Jena, Jerman). (3) Analisis komposisi tak organik enap cemar berbutir aerobik. Gunakan penganalisis pembelauan sinar-X (XRD) untuk menganalisis komposisi bahan bukan organik dalam enapcemar berbutir aerobik. Kaedah khusus ialah:: Mula-mula, bakar sampel pada suhu 550°C selama lebih daripada 30 minit, sejuk dan kering, kemudian kisar sampel menjadi serbuk, dan gunakan difraktometer serbuk sinar-X Bruker D8 Advance untuk mengumpul corak (sinar Cu-Kα, pengesan LynxEye, voltan tiub cahaya 40 kV, arus 40 mA, julat sudut 2θ kelajuan 10°~0.80. s·langkah-1), perisian Pemprosesan Corak Eva XRD (Bruker Co. Ltd.) telah digunakan untuk analisis data. 2 Keputusan dan Analisis 2.1 Pembentukan enap cemar berbutir aerobik Semasa proses pembentukan enap cemar berbutir, morfologi enap cemar berbutir dalam reaktor diperhatikan dengan mikroskop optik, dan perubahannya ditunjukkan dalam Rajah 2. Ia dapat dilihat bahawa apabila masa kultur berjalan, zarah terpencar secara perlahan-lahan berubah menjadi enap cemar yang lebih besar dan perlahan-lahan berubah menjadi enap cemar berbutir yang lebih besar dan perlahan-lahan berubah menjadi enap cemar berbutir yang lebih besar dan perlahan-lahan berubah menjadi enapcemar berbutir yang lebih besar. zarah dengan individu yang lebih besar dan bentuk penuh, dan akhirnya membentuk enap cemar aerobik matang berwarna coklat gelap dengan sempadan yang jelas. Perkadaran enap cemar berbutir dalam reaktor meningkat secara beransur-ansur, daripada kira-kira 20% pada 40 hari kepada kira-kira 85% pada 100 hari. http://www.hjkx.ac.cn/hjkx/ch/html/PIC/20140531-2.jpg 　　Rajah 2 Perubahan morfologi enap cemar berbutir aerobik. Semasa proses penanaman enapcemar berbutir aerobik, masa mendap reaktor secara beransur-ansur berkurangan daripada 30 minit kepada 6 minit. Semasa proses mengurangkan masa mendap, disebabkan oleh pelepasan enap cemar yang berlebihan, kepekatan enap cemar (MLSS) dalam reaktor berkurangan daripada 2.13 g·L-1 kepada 0.94 g. ·L-1 (Rajah 3), maka enap cemar berbutir boleh memperoleh lebih banyak nutrien untuk pertumbuhan. Kepekatan enap cemar dalam reaktor secara beransur-ansur meningkat dengan proses granulasi, dan MLSS mula meningkat dengan perlahan. Apabila berjalan selama 40 hari, saiz zarah meningkat berbanding sebelum dan pada dasarnya matang. Saiz zarah enapcemar berbutir aerobik boleh mencapai kira-kira 1.0 mm. Pada masa ini, kepekatan MLSS dalam reaktor adalah kira-kira 1.2 g ·L-1. Air salur masuk loji kumbahan ialah air sungai. Bab 75 d, disebabkan oleh hujan lebat, pepejal terampai dalam air sungai meningkat dengan mendadak, menyebabkan kepekatan MLSS dalam reaktor meningkat; selepas hujan berhenti, kepekatan MLSS dalam reaktor kembali normal. http://www.hjkx.ac.cn/hjkx/ch/html/PIC/20140531-3.jpg 　　Rajah 3 Perubahan MLSS dan MLVSS dalam reaktor SBR perintis dengan masa operasi 2.2 Penyingkiran bahan pencemar Perubahan kepekatan SS dalam efluen reaktor perintis ditunjukkan dalam Rajah 4. Apabila masa operasi meningkat, bahagian enap cemar berbutir dalam reaktor perintis menjadi lebih tinggi dan lebih tinggi kepekatan reduktor. Walau bagaimanapun, berbanding dengan standard Gred A untuk efluen daripada loji rawatan kumbahan (efluen SS