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2021-06-09 05:01

250m3/d生活污水处理设备厂家

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产甲烷活性  污泥的产甲烷活性是厌氧污泥的重要生理指标,反映污泥的产甲烷潜力。在不同阶段稳定期内,污泥比产甲烷活性见图7。在第1阶段,进水负荷较低,污泥处在驯化期,此时产甲烷活性也较低,只有14.4 mL·(g·d)?1。随着污泥继续驯化,进水负荷持续升高,产甲烷活性在第2阶段达到了26.3 mL·(g·d)?1。随着颗粒污泥的出现,在第3阶段,产甲烷活性增加到41.8 mL·(g·d)?1。在第4阶段和第5阶段,颗粒污泥进入快速生长期,产甲烷活性也呈现对数增长。到了第5阶段末期,产甲烷活性增加到113.7 mL·(g·d)?1。在第6阶段末期,产甲烷活性最终稳定在121.2 mL·(g·d)?1,相比上一阶段,产甲烷活性变化幅度较小,说明颗粒污泥已经进入生长的稳定期,产甲烷活性已经达到最大。

2.2.4 群落结构  启动实验完成后,提取颗粒污泥样品DNA,然后进行高通量测序,确定反应系统内的主要微生物类型和群落结构。如表4所示,样品获得12 057条有效古菌序列以及13 896条有效细菌序列。在相似水平为97%时,样品所含操作分类单元(OTU)数分别为47个古细菌以及251个细菌。颗粒污泥群落结构见图8。互营杆菌属(Syntrophorhabdus)是苯类工业废水生物处理系统中常见菌种,可以降解苯酚、BA、4-羟基苯甲酸和邻苯二甲酸异构体等芳香族化合物。本实验中Syntrophorhabdus占细菌量的27.4%,这与之前研究的实验结果相似,LI等采用上流式厌氧固定床处理模拟PTA废水,反应系统中Syntrophorhabdus占23.7%。厌氧绳菌(Anaerolinaceae)也是降解TA类化合物微生物,占细菌量7.8%,但是降解机理仍然不清楚。古细菌属中与产甲烷有关的菌种主要为乙酸营养型产甲烷鬓菌(Methanosaeta)和少量的氢营养型甲烷绳菌属(Methanolinea),数量分别占古细菌总量的67.3%和13.2%。而MA等在实验中发现PTA废水有助于氢营养型产甲烷菌代谢生长,抑制乙酸型产甲烷菌。在本实验的大部分时间内(前5个阶段),PTA废水含有葡萄糖,葡萄糖容易被微生物降解,生成乙酸,因此,减少了PTA废水对乙酸型产甲烷菌的抑制作用。 VFA是厌氧消化过程的重要中间产物之一,产甲烷菌以VFA为底物,在生长代谢过程中产生甲烷。pH和碱度也是重要的工程控制参数,影响微生物群落结构与代谢活性。出水VFA、pH和碱度随时间的变化见图5。反应器在启动初期,出水VFA较高,最高浓度达到68.3 mg·L?1,之后逐渐降低。尽管进水负荷逐渐增加,但是出水VFA浓度在60 d之后并未出现较大变化,出水VFA浓度逐渐趋于稳定,说明产甲烷菌数量增多或活性逐渐增强,反应器未发生酸化现象。在启动实验结束后,对出水VFA组分进行了检测,主要成分为乙酸,占90%以上,其余为丙酸和丁酸等。通过pH变化曲线,可以看出随着进水负荷的增加,出水pH呈逐渐降低趋势。但是出水pH一直处在6.7~7.5之间,并未发生太大波动,这是由于原水中碱度在1 500 mg·L?1左右,水质本身具有较强的抗酸化能力。出水碱度在启动初期低于进水,说明此时反应器内以酸化反应为主。随着培养的进行,产甲烷反应开始出现,出水碱度增加,最后稳定在2 000 mg L?1左右,属于1 000~5 000 mg L?1的正常范围以内。

2.2 颗粒污泥的特征  2.2.1 粒径  第2阶段末期,反应器底部出现了少量的细小颗粒污泥。随着培养的进行,沉降性能差的絮状污泥逐渐被淘汰,而颗粒污泥的数量逐渐增多,粒径也随之增大。在第3阶段末期,新生颗粒污泥逐渐增多,颗粒污泥的体积平均粒径为113.48 μm。进入第4阶段,通过提高进水负荷,颗粒污泥的体积平均粒径快速增长到227.33 μm,此时反应器内污泥已基本颗粒化。在第5阶段,颗粒污泥的体积平均粒径继续增长,在第5阶段末期,体积平均粒径增长到390.42 μm,说明颗粒污泥在第4阶段和第5阶段处在快速生长期。第6阶段,进水全部采用PTA废水,经稳定运行后COD去除率很快达到80 %以上。此时颗粒污泥的体积平均粒径增长到416.53 μm。说明颗粒污泥进入了生长平稳期,并趋于成熟,反应器内污泥实现颗粒化。不同阶段颗粒污泥粒径的具体参数见表3。d的启动实验,反应器内的颗粒污泥基本培养成熟。成熟的颗粒污泥为黑色,卵状,具有清晰的表面边界(图3)。为了更清晰、直观地了解颗粒污泥形态,对其进行了扫描电镜观察,见图6。颗粒污泥表面存在丰富的菌胶团,杆菌和丝状菌镶嵌其中。菌胶团有助于微生物的聚集,加速污泥颗粒化过程。产气微生物在代谢活动中产生的CO2、CH4等气体在颗粒污泥内部形成孔隙,这进一步促进微生物与基质接触、吸附和物质交换,同时也加强了微生物间的协同作用。测试项目和方法  常规分析参考《水和废水监测分析方法》,其中COD采用重铬酸钾法,碱度采用酸碱滴定法,VSS和SS采用重量法。pH用WTW Terminal 740测定仪测定。颗粒污泥沉降速率采用重量沉降法。厌氧颗粒污泥粒径采用激光衍射粒度仪(Mastersizer 2000, Malvern instruments Ltd., UK)测定。厌氧颗粒污泥的产甲烷活性采用史氏发酵法。TA、PT和BA等 PTA废水组分采用高效液相色谱法。挥发性脂肪酸(VFA)和甲烷含量采用气象色谱法。厌氧颗粒污泥的形态采用电子扫描电镜(SEM; JSM-5610LV, JEOL, Japan)观察。颗粒污泥的群落结构采用454高通量测序技术。

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