生活污水一體化處理設(shè)備
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每臺污水處理設(shè)備的處理水量不同，價(jià)格不同、歡迎新老客戶朋友來dian咨詢 目前, 污水處理的普及率越來越高, 而污水處理的能耗問題也愈發(fā)突出, 在典型的污水好氧生物處理系統(tǒng)中, COD的去除是通過曝氣實(shí)現(xiàn)的, 通常需要高于2.0 mg·L-1的溶解氧來降低污水中的COD, 而曝氣是污水處理系統(tǒng)中能源消耗多的部分, 據(jù)統(tǒng)計(jì), 約占總電量消耗的50%~60%.在曝氣階段, 污水中的COD被轉(zhuǎn)化為CO2排放到大氣中, 常規(guī)活性污泥法中, 二氧化碳的總排放量為0.544~0.616 kg·m-3, 有機(jī)質(zhì)沒有被有效利用.

與好氧生物處理技術(shù)相比, 厭氧生物處理技術(shù)無需曝氣, 可通過厭氧微生物將污水中的COD轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳等, 節(jié)省能耗的同時(shí)可產(chǎn)生清潔能源甲烷, 甲烷是一種非常有價(jià)值的碳?xì)浠衔锷锶剂? 其熱值高達(dá)36.5 MJ·m-3.傳統(tǒng)的厭氧生物處理技術(shù)主要集中于高濃度廢水, 如食品廢水、養(yǎng)殖廢水和酒精廢水等, 對于低濃度的城市生活污水研究較少, 其原因是在常溫和低濃度條件下厭氧微生物生長緩慢, 而隨著能源的日益緊缺及厭氧生物處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善, 越來越多的研究者把目光轉(zhuǎn)向低濃度污水的厭氧生物處理,, 通過分離水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(sludge retention time, SRT)維持系統(tǒng)內(nèi)的微生物數(shù)量來克服厭氧微生物生長緩慢, 反應(yīng)速率低的缺點(diǎn).
厭氧濾池(AF)是一種內(nèi)部填充固體濾料的反應(yīng)器, 微生物在濾料表面附著生長, 形成厭氧生物膜, 通過生物膜內(nèi)微生物的生化反應(yīng)及濾料層的吸附截留作用降解轉(zhuǎn)化污染物.厭氧生物濾池微生物量高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng), 可以有效地分離水力停留時(shí)間(HRT)與污泥停留時(shí)間(SRT), 運(yùn)維成本較低, 是一種理想的厭氧反應(yīng)器形式.
生活污水一體化處理設(shè)備本研究以實(shí)際生活污水配加葡萄糖為研究對象, 采用火山巖為濾料, 對上向流厭氧濾池(UAF)處理低濃度城市生活污水的可行性進(jìn)行了研究, 利用小試反應(yīng)器探究了在不同水力停留時(shí)間(HRT)下, 反應(yīng)器的處理效果以及主要的產(chǎn)甲烷菌群的變化, 以期為上向流厭氧濾池工藝(UAF)在城市生活污水厭氧處理中的應(yīng)用與推廣提供指導(dǎo).
本研究采用上流式厭氧濾池(UAF),反應(yīng)器主體由有機(jī)玻璃制成, 濾柱內(nèi)徑18 cm, 總高195.4 cm, 其中濾料層高110 cm, 有效容積為28 L.本實(shí)驗(yàn)所用濾料為火山巖濾料, 直徑為3~5 mm.濾柱每隔20 cm設(shè)1個(gè)取樣口, 共6個(gè)取樣口.反應(yīng)器主體纏繞加熱帶并包裹保溫棉, 維持反應(yīng)器內(nèi)溫度為35℃±1℃.
接種污泥取自北京某流域管道底泥及北京工業(yè)大學(xué)生活污水儲水箱底泥, 二者按1：2投加, 投加污泥濃度(mixed liquid suspended solids, MLSS)為10g·L-1.
1.2 反應(yīng)器的啟動與運(yùn)行控制
反應(yīng)器在HRT=24 h的條件下啟動, 進(jìn)水COD濃度為110.7~404 mg·L-1, 平均濃度為244.6 mg·L-1, 運(yùn)行28 d后, COD去除率可穩(wěn)定達(dá)到75%以上, 此后進(jìn)入HRT優(yōu)化期, 共分為5個(gè)不同階段, 分別為24 h(第29~49 d)、18 h(第50~70 d)、12 h(第71~97 d)、5 h(第98~136 d)和2.5 h(第137~178 d), 以達(dá)到低HRT條件下城市生活污水厭氧生物處理.每次HRT的改變均在前一階段運(yùn)行穩(wěn)定后進(jìn)行.
1.3 常規(guī)分析方法
水質(zhì)分析方法：COD采用快速消解分光光度法[北京連華永興科技發(fā)展有限公司, 5B-3(C)]測定.
掃描電鏡方法：首先將濾料樣品置于2.5%戊二醛中, 于4℃冰箱中固定1.5 h, 用磷酸緩沖液沖洗3次后分別用50%、70%、80%、90%和乙醇進(jìn)行脫水, 每次10~15 min.然后分別用乙醇/乙酸異戊酯(1：1)、純乙酸異戊酯各置換一次, 每次15 min.干燥噴金后采用掃描電鏡(Hoskin Scientific, Tokyo, Japan)對樣品進(jìn)行觀察.
揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid, VFA)和氣態(tài)甲烷(gCH4)用裝有氫火焰離子化檢測器(flame ionization detector, FID)的Agilent 7890A系列氣相色譜(Agilent Technologies, USA)進(jìn)行分析, 揮發(fā)性脂肪酸(VFA)分析測定前水樣經(jīng)0.45 μm濾膜過濾.
1.4 分子生物學(xué)分析方法
為了表征反應(yīng)器中菌群結(jié)構(gòu)變化, 對接種污泥以及不同HRT條件下穩(wěn)定期的生物膜樣品進(jìn)行DNA提取和實(shí)時(shí)熒光定量PCR(quantitative real-time PCR, QPCR)分析.為了考察不同高度濾料層菌群結(jié)構(gòu)的特征, 在第Ⅳ階段(HRT=5 h), 從反應(yīng)器上(80 cm)、中(40 cm)和下(0 cm)這3個(gè)位置取生物膜樣品進(jìn)行DNA提取和QPCR分析.
通過振蕩將生物膜與濾料分離, 并在凍干機(jī)(Labconco, USA)中冷凍干燥.使用用于土壤的快速*(MP Biomedicals, Solon, OH, USA)從凍干樣品中提取DNA.提取后用NanoDrop One(Thermo Fisher Scientific, Wilmington, DE, USA)測量DNA濃度和純度.
對反應(yīng)器中4種關(guān)鍵的產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行QPCR分析, 所用特異性引物如表 2所示, QPCR反應(yīng)體系為20 μL, 包括10 μL SYBR Premix Ex TaqTM Ⅱ(Taraka, Japan)試劑, 1.6 μL引物, 6.4 μL無菌水, 2 μL模板DNA.采用Stratagene MX3005p thermocycler (Agilent Technologies, USA)儀器進(jìn)行定量.