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超高盐度对耐盐活性污泥脱氮、微生物活性和群落结构的影响

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中国海洋大学学报(自然科学版) 2021年第S1期 50-59页

作者：王旭王福浩吴澜佘宗莲中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室青岛水务环境公司

采用能耐受3%盐度的活性污泥处理高盐度废水,探究了盐度升至4%～7%对污染物去除的影响,考察了微生物活性和群落结构随盐度升高的变化。结果表明,盐度提升到4%、5%和6%对COD、NH~+-N和总无机氮(TIN)去除几乎没有影响,而7%盐度时三者的去... 详细信息

采用能耐受3%盐度的活性污泥处理高盐度废水,探究了盐度升至4%～7%对污染物去除的影响,考察了微生物活性和群落结构随盐度升高的变化。结果表明,盐度提升到4%、5%和6%对COD、NH~+-N和总无机氮(TIN)去除几乎没有影响,而7%盐度时三者的去除率均明显下降;盐度提高到4%对污泥的氨氧化活性和亚硝酸盐氧化活性有刺激作用,使两者提高,而盐度提高到5%、6%和7%时氨氧化活性受到明显抑制,亚硝酸盐氧化活性在6%和7%盐度条件下明显降低;盐度提升使硝酸盐和亚硝酸盐还原活性均受到明显抑制;耗氧速率测试结果表明,盐度提升对自养硝化菌的负面影响较异养好氧菌更大。微生物群落结构随盐度升高发生了明显变化,微生物群落丰富度和多样性均在6%盐度时最大,3%盐度时Roseovarius为优势菌属,而盐度提高至4%～7%时Azoarcus成为优势菌属。氨氧化菌(AOB)只在3%、4%和6%盐度下被检出,亚硝酸盐氧化菌(NOB)在所有盐度下均未检出,短程硝化反硝化(PND)为主要脱氮途径;自养反硝化菌、好氧反硝化菌和厌氧氨氧化菌的存在说明脱氮途径不局限于传统的自养硝化-异养反硝化。盐度驯化提高了活性污泥的抗盐能力,使生物法处理超高盐废水成为可能。

关键词：盐度 SBR 耐盐污泥微生物活性微生物群落

SBR工艺+改性粉煤灰处理高盐稀土废水的研究

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SBR工艺+改性粉煤灰处理高盐稀土废水的研究

作者：王澜南昌大学

学位级别：硕士

近年来,国内外对稀土资源的需求量不断增加,加速了稀土开采与冶炼,稀土产业规模迅速增长,由此产生了大量的高盐稀土废水。无机盐、氨氮(NH-N)和化学需氧量(COD)浓度高、水质波动范围大等特点给高盐稀土废水处理带来了难题。SBR(Sequenci... 详细信息

近年来,国内外对稀土资源的需求量不断增加,加速了稀土开采与冶炼,稀土产业规模迅速增长,由此产生了大量的高盐稀土废水。无机盐、氨氮(NH-N)和化学需氧量(COD)浓度高、水质波动范围大等特点给高盐稀土废水处理带来了难题。SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)工艺具有处理效率高、成本低等优点,被广泛应用于城市生活污水和工业废水处理。但其污染物去除效率高度依赖于系统微生物群落的结构和功能,微生物群落容易受到系统环境盐分变化所带来的不利影响,因此驯化出耐盐的活性污泥是用SBR处理高盐稀土废水的关键。此外,降低无机盐浓度也是高盐废水处理的重要环节。粉煤灰被广泛用作废水处理中的吸附材料,但普通粉煤灰吸附量较低,难以对污染物有较高的去除率,通过改性,能增大普通粉煤灰比表面积,增加吸附位点。因此若能将粉煤灰改性,与其他物质结合,可望增强其吸附能力。基于前期研究基础,本研究一方面拟采用SBR工艺处理高盐稀土废水,对装置内的活性污泥进行耐盐驯化,分析研究驯化期间活性污泥对COD、NH-N、总氮(TN)、亚硝态氮(NO-N)、硝态氮(NO-N)的去除性能及污泥自身沉降性能的变化,并采用16s r RNA高通量测序技术分析0、6、12、15 g/L等不同盐分梯度下的污泥微生物群落关系;另一方面利用改性粉煤灰对含盐废水中的Cl进行吸附。实验分别通过酸改性、碱改性、盐改性、联合改性四种改性方法对普通粉煤灰进行改性,对比最佳改性方法,并通过改变p H、质量与温度等因素研究环境因子对改性粉煤灰吸附容量的影响。主要研究结果如下:(1)耐盐污泥驯化实验持续时间76 d,期间活性污泥的SVI值呈先减后增的变化趋势,但整体上始终保持在50～120 m L/g的范围内,因此活性污泥沉降性能受盐分的影响不大;COD、NH-N去除率由驯化初期63.75%、54.01%上升至驯化结束时的94.81%、99.13%,而TN的出水浓度则从34.39mg/L降到4.84mg/L,期间污染物去除率有所下降,盐分对微生物的降解过程有抑制作用,但经过恢复可以重新达到良好的去除性能。出水NO-N与NO-N浓度都出现逆转式的变化:驯化前期,系统中硝化作用占据主要脱氮功能,因此出水NO-N偏高,导致相应总氮出水浓度也较高;驯化后期,污泥硝化作用受到抑制,反硝化占据主要优势。系统中的出水NO-N与NO-N浓度均达到最低。且发现污泥对盐度冲击的恢复时间随着盐分的增长而延长。(2)显微镜镜检和扫描电镜结果表明盐分的添加会抑制微生物的生长,且会导致菌胶团解体、污泥结构分散;对四个样品在界、门、纲、目、科、属、种的分类操作单元(OTU)进行聚类,共得到2界、31门,79纲,186目,313科,534属,594种。盐分为6g/L时各个分类水平中的微生物类群数分布最多,15g/L微生物类群数分布最少;样品的Alpha多样性指数呈先升后降的趋势,表明活性污泥的物种多样性随驯化过程先增加后减少。(3)微生物群落分析结果显示:主要优势门为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),相对丰度随着盐分的增加不断上升,分别由41.11%和1.813%上升至65.37%和20.99%;优势菌属主要有陶厄氏菌属(Thauera)、红环菌目(Rhodocyclaceae)、红杆菌属(Rhodobacteraceeae)、绿菌属(Chlorobacterium)随着盐分的增加整体上不断上升,由初期相对丰度0.17%、1.89%、0.18%、0.15%,上升至驯化末期35.78%、8.32%和4.67%、6.44%。(4)酸浸后掺杂氧化钙(Ca O)、过氧化氢(HO)联合焙烧改性粉煤灰吸附效果最佳,吸附容量为41.55mg/g。并通过单因素实验探究了影响改性粉煤灰吸附性能的影响因素,结果表明:当p H为6时,Cl的去除效果最好;当改性粉煤灰投加量为25g/L时,对氯离子的去除达到最大利用化;当吸附时间为3h时,改性粉煤灰对氯离子吸附基本达到平衡。(5)运用扫描电镜、红外线吸收光谱、X射线衍射、比表面积分析等技术,揭示粉煤灰改性前后性质变化及其吸附机理:经过改性,粉煤灰中的Si-O键和Al-O键被打开,形成了Si OAlO等稳定物质。粉煤灰吸附位点增加,孔隙增大,粒径减小,比表面积增加,吸附性能得以提高;吸附动力学拟合结果表示改性粉煤灰吸附Cl符合拟二级动力学模型。

关键词：高盐稀土废水 SBR工艺耐盐污泥粉煤灰改性吸附

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ABR处理变性淀粉废水的试验研究

环境科学 2008年第11期29卷 3081-3086页

作者：张高生战立伟王仁卿山东大学生命科学学院济南250100 山东省环境工程评估中心济南250013

阐述了ABR处理含盐变性淀粉废水的启动过程和颗粒污泥的特征;提出了ABR处理变性淀粉废水的最佳工况;对ABR处理含盐废水的运行性能进行了研究.结果表明,同时提高有机负荷和盐浓度进行污泥驯化具有可行性,能够培养出耐低盐的颗粒污泥.在... 详细信息

阐述了ABR处理含盐变性淀粉废水的启动过程和颗粒污泥的特征;提出了ABR处理变性淀粉废水的最佳工况;对ABR处理含盐废水的运行性能进行了研究.结果表明,同时提高有机负荷和盐浓度进行污泥驯化具有可行性,能够培养出耐低盐的颗粒污泥.在氯离子浓度为8500 mg/L,含盐量为1.6%,经过驯化,污泥能够正常降解废水中的有机物,COD去除率在85%以上.试验用变性淀粉废水的COD浓度为12640 mg/L,最佳HRT为48 h,此时COD去除率85.9%.氯离子浓度的突然急剧降低比突然急剧增高对系统污泥微生物的影响更大.系统能够忍受氯离子浓度从8500 mg/L直接升到12500 mg/L和从8500 mg/L直接降低到4500 mg/L的变化,且抗氯离子浓度突然升高的能力比抗氯离子浓度突然降低的能力要强.ABR系统能够处理氯离子浓度在15000 mg/L以下,含盐量在2.5%左右的废水.

关键词：变性淀粉废水 ABR 耐盐污泥含盐废水

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MBR污泥驯化和在高盐废水处理中的应用

膜科学与技术 2017年第4期37卷 86-92,99页

作者：林玉科张洁吴志国曹井国杨宗政天津科技大学海洋与环境学院天津300457 天津科技大学化工与材料学院天津300457

海水代用是解决水资源匮乏的有效途径,海上钻井平台海水冲厕水的处理具有重要意义.以天津某污水处理厂的脱水污泥为接种污泥,采用梯度增加盐度自然驯化和稳定盐度投加嗜盐菌生物强化驯化两种方法对接种污泥进行培养、驯化,考察MLSS(混... 详细信息

海水代用是解决水资源匮乏的有效途径,海上钻井平台海水冲厕水的处理具有重要意义.以天津某污水处理厂的脱水污泥为接种污泥,采用梯度增加盐度自然驯化和稳定盐度投加嗜盐菌生物强化驯化两种方法对接种污泥进行培养、驯化,考察MLSS(混合液悬浮固体),COD(化学需氧量)和NH_4^+-N等指标的变化对两套MBR(膜生物反应器)的影响.实验结果表明:在质量分数3.5%NaCl盐度下,稳定盐度投加嗜盐菌生物强化驯化的活性污泥,其COD平均去除率90%,NH_4^+-N平均去除率70%;而梯度加盐自然驯化的活性污泥,其COD平均去除率85%,NH_4^+-N平均去除率70%.梯度加盐自然驯化的活性污泥适用于低负荷的含盐污水处理,而稳定盐度投加嗜盐菌生物强化驯化的活性污泥适用于高负荷的含盐废水处理.

关键词：耐盐污泥嗜盐菌高盐废水污泥驯化 MBR

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盐度对活性污泥硝化功能的影响

环境污染与防治 2008年第1期30卷 48-51页

作者：李玲玲郑西来李梅青岛科技大学环境与安全工程学院中国海洋大学环境科学与工程学院

利用批量试验研究了盐度对常规活性污泥(非耐盐污泥)硝化功能的影响;通过逐步提高试验水的NaCl浓度驯化活性污泥,考察了驯化污泥的硝化功能;并进一步研究了适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,其硝化功能的变化。结果表明,... 详细信息

利用批量试验研究了盐度对常规活性污泥(非耐盐污泥)硝化功能的影响;通过逐步提高试验水的NaCl浓度驯化活性污泥,考察了驯化污泥的硝化功能;并进一步研究了适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,其硝化功能的变化。结果表明,常规活性污泥中的硝化菌对盐度较敏感,当试验水中的NaCl质量浓度达到10.0g/L时,污泥比硝化速率降低86%;通过逐步提高试验水的NaCl浓度对活性污泥进行长期驯化,可以驯化出耐盐硝化菌,耐盐污泥的比硝化速率接近于常规活性污泥的比硝化速率;适应于某NaCl浓度的耐盐硝化菌在受到盐度冲击时,NaCl浓度突然增加会对其产生更强的抑制作用。

关键词：盐度 NaCl 硝化常规活性污泥耐盐污泥比硝化速率

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ABR法处理变性淀粉废水的试验研究

ABR法处理变性淀粉废水的试验研究

作者：战立伟山东大学

学位级别：硕士

山东诸城兴贸玉米开发有限公司变性淀粉厂是亚洲最大的玉米深加工企业，目前变性淀粉废水的产生量为70-80m／d，此废水COD含量高，可生化性好，但是含盐量高，由于含有较高的盐分(主要是氯化钠)，一直没有找到较好的处理方法，而且随着... 详细信息

山东诸城兴贸玉米开发有限公司变性淀粉厂是亚洲最大的玉米深加工企业，目前变性淀粉废水的产生量为70-80m／d，此废水COD含量高，可生化性好，但是含盐量高，由于含有较高的盐分(主要是氯化钠)，一直没有找到较好的处理方法，而且随着企业的进一步发展，变性淀粉的废水处理成为一项主要的制约因素。本文在上述实际情况的基础上进行厌氧折流板反应器处理变性淀粉废水的研究，主要内容有： 1、通过试验，考察ABR反应器处理实际含盐变性淀粉废水的可行性。 2、在ABR的启动过程中，进行普通厌氧活性污泥处理含盐废水的驯化研究。在此试验过程中，监测COD的同时监测pH的变化。 3、启动阶段或污泥驯化阶段完成后，监测分析出水VFA，各隔室出水VFA，出水COD、各隔室出水COD、碱度等反映处理效果的参数。观测了ABR反应器内颗粒污泥的形成及污泥床的变化情况。 4、找出ABR处理变性淀粉废水的最佳处理工况条件。 5、进行ABR反应器处理含盐废水的运行性能研究。 6、进行了ABR反应器处理变性淀粉废水的二次启动研究。 7、进行了工程模拟设计和经济技术分析，为进一步进行实际工程设计奠定基础。本文的研究结果表明： 1、利用普通厌氧活性污泥进行耐盐性的驯化具有可行性。驯化采用逐步提高氯离子梯度或含盐量的方法，设置的氯离子浓度梯度不宜过高，一般为不超过2000mg／L较好，这样不会对厌氧污泥系统造成致命的冲击。氯离子浓度和容积负荷提高梯度越小对系统冲击越小，提高梯度越大对系统冲击也越大，经过驯化这种冲击造成的影响会变小。 2、通过驯化可知，普通厌氧活性污泥具有一定的耐盐能力，能够驯化出耐低盐的污泥。在氯离子浓度8500mg／L，含盐量为1.6％，经过驯化，污泥能够正常降解废水中的有机物，系统出水稳定，COD去除率在85％以上。 3、建议ABR处理变性淀粉废水的最佳水力停留时间为48h，最佳pH值范围为6.8-7.5，最佳控制温度为34℃，COD去除率可达到85.9％以上。 4、ABR系统对一定浓度范围内的氯离子有一定的忍耐性，超出这个范围就比较敏感。氯离子浓度的突然急剧降低比突然急剧增高对污泥微生物的影响更大。系统具有一定的抗瞬时氯离子浓度或盐变化的能力，而且系统抗氯离子浓度或盐突然升高的能力比突然降低的能力要强。 5、电解和絮凝两种方法处理变性淀粉废水效果都不是很理想，且从经济上考虑，不是很合适。 6、ABR反应器在停止运行半个月后，进行二次启动的时间较短，仅用12天多就完成了启动。

关键词：变性淀粉废水厌氧折流板反应器耐盐污泥含盐废水

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SBR工艺处理酱菜废水的试验研究

吉林广播电视大学学报 2012年第10期 21-22页

作者：黄晓菊赵艳王国平江苏建筑职业技术学院江苏徐州221116

根据酱菜废水的水质特点,采用两级SBR处理酱菜废水,对其处理效能进行了研究。结果表明:室内温度维持在17～22℃,进水有机物浓度在3000mg/L,DO为4.2mg/L,反应器运行工况为进水0.5h—曝气8h—沉淀1h—滗水0.5h—待机2小时的条件下,二级SB... 详细信息

根据酱菜废水的水质特点,采用两级SBR处理酱菜废水,对其处理效能进行了研究。结果表明:室内温度维持在17～22℃,进水有机物浓度在3000mg/L,DO为4.2mg/L,反应器运行工况为进水0.5h—曝气8h—沉淀1h—滗水0.5h—待机2小时的条件下,二级SBB反应器对BOD、COD、TN、NH4+-N、TP的去除率分别达到98.3%、97.5%、88.7%、97.1%、52.4%。

关键词：酱菜废水耐盐污泥二级SBR

招潮蟹肠道耐盐菌株系统发育及其高盐水处理应用研究

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招潮蟹肠道耐盐菌株系统发育及其高盐水处理应用研究