（环境科学与工程专业论文）环氧氯丙烷废水生物处理研究.pdf

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成 果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本 论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学 ( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究 所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：雹幺剑壅，日期：二口，汐年月9 日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷 版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机 构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、 借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩 印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签 指导教师签名： 日期：二0 1 0 年 日期：加i o 年 歹月9 日 6 月罗 日 ， 本文以环氧氯丙烷废水为研究对象，通过活性污泥驯化，研究氯离子浓度变化对污泥 浓度、微生物群落、耗氧速率和c o d 去除率的影响；同时采用固定化微生物技术研究固 定化耐盐细菌对环氧氯丙烷的降解性能。 活性污泥驯化的实验结果表明：污泥浓度随氯离子浓度的增加而下降，最后趋于平稳。 活性污泥由灰褐色变为黄褐色，驯化后污泥具有良好的絮凝性能，停止曝气后，能迅速形 成较大的絮状物，而沉淀后出水中悬浮物很少。 污泥驯化过程中，随氯离子浓度的升高，系统内微生物的组成也发生变化。在低氯离 子浓度时，镜检发现微生物种类丰富，伴有钟虫。在高氯离子浓度时，微生物的种类和数 量都变少。通过对驯化和未驯化两组污泥微生物提取d n a 进行分析，发现经过耐盐驯化后 的活性污泥中微生物的优势菌群较未驯化活性污泥的优势菌群发生了变化。 污泥驯化过程中，随污泥系统氯离子浓度的增加，出水c o d 的去除率由9 6 下降至7 5 左右。利用好氧活性污泥对环氧氯丙烷废水进行生物降解实验研究，根据g r a u 实验模型， 氯离子浓度为2 9 l 和1 2 9 l 的动力学模型。 通过对a o + m b b r 的工艺研究，可以确定工艺参数如下：水力停留时间：厌氧为2 4 h ， 好氧为1 2 h ，m b b r 为1 2 h ，共4 8 h ；好氧段p h 维持在7 8 ，可使系统对c o d 的去除率稳 定在8 0 以上。 固定化微生物处理环氧氯丙烷废水的实验，考察了固定化方法、载体材料、环境条件 对处理环氧氯丙烷废水的影响。实验结果表明：聚乙烯醇海藻酸包埋法优于吸附法，凝 胶剂配比为聚乙烯醇：海藻酸为1 0 ：1 5 ，交联剂配比h 3 8 0 3 ：c a c l 2 为6 ：1 ，当废水p h 调节到7 ，微球接种量为2 0 ，活化时间为稳定期1 6 h ，环境温度为3 0 。c 时，固定化微生 物对环氧氯丙烷的降解率可以达到8 0 以上。 关键词：环氧氯丙烷废水，高含盐，化学需氧量，活性污泥，固定化技术 b i o l o g i c a lt r e a t m e n t o fe p i c h l o r o h y d r i nw a s t e w a t e r z h a n gj i a n j i e ( e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e a n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n gx i u x i a a b s t r a c t t h i sp a p e rt a k e st h ee p i c h l o r o h y d r i nw a s t e w a t e ra sa l lo b j e c t ，i nw h i c ht h ei n f l u e n c eo f c h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o n sc h a n g eo ns l u d g ec o n c e n t r a t i o n ，m i c r o b i a lc o m m u n i t y ，o x y g e n c o n s u m p t i o nr a t ea n dt h ec o d r e m o v a lr a t ew a ss t u d i e db ya c t i v a t e ds l u d g ea c c l i m a t i o n e x p e r i m e n t a tt h es a m et i m e ，t h ei m m o b i l i z e dm i c r o o r g a n i s m st e c h n o l o g yw a s u s e dt os t u d y t h ed e g r a d a t i o np e r f o r m a n c eo fi m m o b i l i z e dh a l o t o l e r a n tb a c t e r i at oe p i c h l o r o h y d r i n t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t so fa c t i v a t e ds l u d g ea c c l i m a t i o ns h o w e dt h a t t h es l u d g e c o n c e n t r a t i o nd e c r e a s e d 、) l ，i t l lt h ei n c r e a s eo fc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o n , a n df i n a l l ys t a b i l i z e d t h ea c t i v a t e ds l u d g ec h a n g e dy e l l o w - b r o w nf r o mg r a y b r o w na n dh a dag o o df l o c c u l a t i o n p e r f o r m a n c ea f t e ra c c l i m a t i o n ，w h i c hc o u l df o r ml a r g e rf l o cr a p i d l ya f t e rc e s s a t i o no f a e r a t i o n a n dt h es u s p e n d e ds o l i do fe f f l u e n tw a sr a r ea f t e rp r e c i p i t a t i o n i l lt h ep r o c e s so fs l u d g ed o m e s t i c a t i o n ，t h ec o m p o s i t i o no fm i c r o b e si ns y s t e mc h a n g e d w i n lt h ei n c r e a s eo fc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o n a tl o wc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o n , t h e m i c r o s c o p i ce x a m i n a t i o ns h o w e da b u n d a n tm i c r o b i a ls p e c i e sa s s o c i a t e dw i t hc a m p a n u l a a t 1 1 i g hc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o n ，t h et y p e sa n dq u a n t i t i e so fm i c r o o r g a n i s m sw e r eb o t hg e t t i n g f e w e r i tc o u l db ef o u n dt h a tt h ed o m i n a n tm i c r o o r g a n i s m si na c t i v a t e ds l u d g ea c c l i m a t e db y s a l t r e s i s t e n tc h a n g e dc o m p a r i n gt on o n - a c c l i m a t e ds l u d g et h r o u g ht h ea n a l y s i st ot h ed n a e x t r a c t e df r o mm i c r o b i a lg r o u p si na c c l i m a t e da n dn o n a c c l i m a t e ds l u d g e h lt h ep r o c e s so fs l u d g ea c c l i m a t i o n , t h ec o dr e m o v a lr a t eo fe f f l u e n td e c r e a s e df r o m 9 6 t oa b o u t7 5 、析t l lt h ei n c r e a s eo fc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o ni ns l u d g es y s t e m t h ea e r o b i c a c t i v a t e ds l u d g ew a su s e di nt h i sp a p e rt oc a r r yo u tt h eb i o d e g r a d a t i o no fe p i c h l o r o h y d r i n w a s t e w a t e r a c c o r d i n gt og r a ue x p e r i m e n t a lm o d e l ，w h e nc h l o r i d ei o nc o n c e n t r a t i o nw a s 2 a n d l 2 t h r o u g ht h es t u d yt oa o + m b b r ，t h ep a r a m e t e r sc o u l db ed e t e r m i n e db ye x p e r i m e n ta s f o l l o w s ：t h et o t a lh y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ( h r t ) i s4 8 h ( a n a e r o b i ca c i d i f i c a t i o nu n i ti s2 4 h ， a n o x i cu n i ti s12 h ，a e r o b i cu n i ti s12 h ) ，t h ep hi nt h ea e r o b i cu n i ts h o u l db em a i n t a i n e dt h el e v e l 0 l 。7 8 - 8 0 u n d e ra b o v ec o n d i t i o n s t h er e m o v e lr a t eo fc o dw a so v e r ；o t h ei n f l u e n c eo fi m m o b i l i z e dm e t h o d ，c a r t i e rm a t e r i a la n de n v i r o n m e n t a lc o n d i t i o n so n t h et r e a t m e n to fe p i c h l o r o h ) 7 d r i nw a s t e w a t e rw a se x a m i n e di nt h ee x p e r i m e n to fi m m o b i l i z e d m i c r o o r g a n i s mt r e a t i n ge p i c h l o r o h y d r i nw a s t e w a t e r n er e s u l t ss h o w e dt h a tp o l y v i n y la l c o h o l - a l g i n a t ee m b e d d i n gm e t h o di ss u p e r i o rt op h y s i c a la d s o r p t i o n ，t h ej e l l i e sr a t i o no fp o l y v i n y l a l c o h o l ：a l g i n a t ew a s1 0 ：1 5 ，t h ec r o s s l i n k e rh 3 8 0 3 ：c a c l 2w a s6 ：1 w h e nt h ew a s t e w a t e r sp h v a l u e ，i n o c u l u m ss i z e ，a c t i v a t i o nt i m e ，t e m p e r a t u r ew e r e7 ，2 0 ，16 h ，3 0 ，r e s p e c t i v e l y ，t h e d e g r a d a t i o nr a t eo fi m m o b i l i z e dm i c r o b et ot h ee p i c h l o r o h y d r i nc o u l dr e a c h8 0 k e y w o r d s ：e p i c h l o r o h ) r d r i nw a s t e w a t e r ，h i g hs a l i n i t y ，c o d ，a c t i v a t e ds l u d g e ， i m m o b i l i z a t i o nt e c h n o l o g y 1 1 环氧氯丙烷生产废水来源l 1 1 1 环氧氯丙烷生产工艺。1 1 1 2 物料平衡和原材料消耗2 1 2 高含盐有机废水处理研究现状3 1 2 1 概述3 1 2 2 高含盐废水的处理工艺现状3 1 3 前景与展望7 1 4 研究内容。7 第二章耐盐污泥驯化8 2 1 试验目的8 2 2 试验水质及条件8 2 2 1 试验水质8 2 2 2 试验污泥一8 2 2 3 分析项目、分析方法。9 2 3 启动耐盐活性污泥驯化1 0 2 3 1 耐盐活性污泥驯化过程l o 2 3 2 氯离子浓度对污泥驯化过程中微生物变化的影响1 4 2 3 3 氯离子浓度对污泥浓度的影响1 6 2 - 3 4 氯离子浓度对出水c o d 的影响1 6 2 3 5 氯离子浓度对活性污泥耗氧速率的影响1 7 2 4 好氧动力学分析。l 8 2 4 1 动力学模式1 8 2 4 2 动力学方程1 9 2 5 本章小结2 3 第三章污泥微生物群落结构分析2 4 3 1 实验目的2 4 3 2 细菌基冈组d n a 的提取。2 4 3 2 1 绘制耐盐菌的生长曲线2 4 3 2 2 菌体的收集2 4 3 2 3d n a 的提取一2 5 3 2 4 基因组d n a 琼脂糖电泳一2 5 3 3 基因组d n a 的p c r 扩增2 5 3 3 11 6 sr d n a 基因v 3 区的扩增2 5 3 3 2p c r 反应体系2 5 3 3 3p c r 反应条件2 5 3 3 4p c r 产物检测2 5 3 。4 产物的d g g e 分析2 5 3 4 1 培养基细菌的总d n a 提取2 6 3 4 2 培养基基因组d n a 的p c r 扩增2 6 3 4 3 基因组d n a 扩增产物的d g g e 分析2 7 3 5 本章小结2 8 第四章环氧氯丙烷废水生物处理试验2 9 4 1 实验目的2 9 4 2 运行过程参数的确定2 9 4 2 1 水力停留时间。2 9 4 2 2 污泥形态结构及沉降性能3 2 4 3 稳定运行阶段3 3 4 3 1 运行出水c o d 情况3 3 4 3 2 改变进水c o d 对出水的影响3 4 4 4 本章小结3 5 第五章固定化微生物处理环氧氯丙烷废水3 6 5 1 概述3 6 5 1 1 固定化简介3 6 5 1 2 固定化微生物技术的优缺点及前景展望3 7 5 2 实验内容及结果讨论3 8 5 2 1 环氧氯丙烷降解菌的富集培养3 8 5 2 2 吸附法实验。3 9 5 2 3 包埋法实验3 9 4 6 4 7 4 8 5 2 附录1 细菌基因组d n a 提取试剂盒使用方法5 2 附录2 基因组d n a 及p c r 产物琼脂糖电泳5 3 附录3d g g e 实验方法5 4 附录4 环氧氯丙烷的测定5 7 攻读硕士学位期间取得的学术成果5 9 致谢6 0 丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷工艺产生的环氧氯丙烷废水具有水量大、高盐度和高 碱度的特点，单独处理的难度大，费用高。目前相关企业基本上采用与其他生产装置的废 水混合后生化处理工艺，但经常导致生化处理系统钙沉积，引起活性污泥中无机成分升高， 污泥性能恶化的现象。不同废水混合后处理虽可以满足目前的排放要求，但不满足企业回 用水的要求，制约企业废水的资源化和节约化。若不同废水进行单独处理，其他类易生化 处理废水再经深度处理可达到回用标准。随着环境保护要求的日益严格，环氧氯丙烷废水 的处理问题成了制约企业节水发展的主要问题，严重的影响企业的经济效益和社会效益。 在这种形势下，开展“环氧氯丙烷废水生物处理研究 ，解决环氧氯丙烷废水达标排放的 实际问题十分必要。 1 1 环氧氯丙烷生产废水来源 1 1 1 环氧氯丙烷生产工艺 环氧氯丙烷( 即e c h ) 是一种重要的有机化工原料和精细化工耗氯产品，用途十分 广泛。目前世界上生产环氧氯丙烷的工业方法主要有高温丙烯氯化法和醋酸烯丙酯烯丙 醇法两种方法，同时还有应用较少的甘油法、丙烯醛法、氯丙烯直接环氧化法、氯丙烯有 机过氧化氢( r o o h ) 氧化法、丙酮法等f 1 捌。 试验处理的环氧氯丙烷废水为丙烯高温氯化法产生的废水，丙烯高温氯化法的生产工 艺图1 1 所示。 图1 - 1 高温丙烯氯化法生产e c h 的工艺流程图 f i g 1 - 1p r o d u c t i o no fh j g h - t e m p e r a t u r ec h l o r i n a t i o no fp r o p y l e n ee c hp r o c e s sf l o wd i a g r a m 环氧氯丙烷装置物料平衡和主要原材料消耗分别见表】1 和图1 - 2 。 表1 - 1 主要原材料消耗( 按1 te 伽计) t a b l e1 - 1t h ec o n s u m p t i o no fm a i n1 s wm a t e r i a l s 图1 - 2 环氧氯丙烷装置物料平衡图 矾昏1 - 2 t h em a t e r i a lb a l a n c ec h a r to fe p i c h l o r o h y d r i nd e v i c e 丙烯高温氯化法生产环氧氯丙烷工艺产生大量高碱度、高含盐量的环氧氯丙烷废水。 废水盐度高，易造成充氧效率低，同时一般微生物也难以适应，废水中的钙会造成污水处 理厂生化处理系统钙沉积现象，引起活性污泥中无机成分升高，污泥性能恶化。此外，废 水中含有较高浓度的有机氯化物，主要是二氯丙烷和二氯异丙烷、丙二醇、氯丙醇以及环 氧丙烷的其他衍生物。高盐度、高碱度及难降解有机氯化物的存在，导致废水的处理效果 差，处理后的废水难以达标排放【4 j 。 2 中国石油大学( 华东) 硕上论文 1 2 高含盐有机废水处理研究现状 1 2 1 概述 许多工业生产过程中，因工艺要求而需多次加酸、加碱，每年都要排放大量含盐有机 废水。如化工行业、制药行业在生产杀虫剂、除草剂、多羟基化学品、有机过氧化物和医 药等产品过程中都会产生大量含盐有机废水。尤其印染工业排放的废水盐含量和有机物含 量极高，含盐量有时会超过6 0 0 0 0 m g l 5 1 0 高含盐有机废水是极难处理的工业废水之一，其排放给环境带来极其严重的后果。特 别是部分工业含盐废水，除含有高浓度的盐外，还含有有毒、难降解的溶解性有机物，此 类废水的溶解性有机物含量高，一般废水处理方法难以取得理想的效果。目前国内对这类 废水的处理，一般采用电解法、膜分离法、焚烧法、深井灌注法和生物法，但是电解法和 焚烧法的运行费用高，焚烧法不适合浓度低、水量大的情况，膜分离法存在废水中的悬浮 物和有机物对膜的堵塞问题，深井灌注法容易产生二次污染等问题，所以很难在实际中推 广应用【6 】。 生物处理技术因其经济、高效性，而被广泛地应用于废水处理研究。生物处理法具有 经济、高效的特点，故被广泛应用。对于含盐量过高的废水，若采用传统的生物法直接处 理，过高的盐含量会对微生物产生不利的影响【7 - 9 。许多资料表明【1 0 小】，含盐量低于8 9 l ， 生物处理系统能够正常运行，含盐量一旦高于该值，就会对系统产生不利影响；且随着含 盐量越大，影响越严重。 高含盐量所产生的高渗透压会使微生物细胞因脱水而失活，盐析作用使脱氢酶活性降 低，高含盐量使废水与微生物的比重差减小，降低菌胶团絮体沉降性能，造成生物体的流 失。有关研究表吲1 2 。5 】：只要经过适当驯化，普通活性污泥中的微生物能够逐步适应高盐 环境，因此利用生化法处理高含盐废水是可能的。 1 2 2 高含盐废水的处理工艺现状 国外从上世纪五十年代后期开始对含盐石化废水生化处理进行了一系列研究和探索。 目前采用的生物工艺主要有活性污泥法( a s p ) ( 普通活性污泥法、延时曝气法和纯氧曝 气) ；生物膜法( 曝气生物滤池、生物接触氧化、生物转盘、生物滤池和生物流化床) ；序 批式生物反应器( s b r ) 和膜生物反应器( m b r ) 等f 1 6 】。 1 ) 活性污泥法 盐度对活性污泥法的影响大于对膜法的影响，所以，通过活性污泥的驯化过程培养出 3 第一章绪论 具有良好有机物降解性能的耐盐微生物对高盐有机废水的处理具有重要意义【1 7 1 。 任雁静等人【1 8 1 采用深井曝气法处理高盐、高p h 、高温环氧丙烷皂化废水可行，c o d c r 的去除率达8 0 ，b o d 5 的去除率达9 5 。驯化培养的适应高盐的微生物菌种，耐盐度已 达2 0 0 0 0 - 2 2 0 0 0 m g l 。 王建娜等人【1 9 采用混合絮凝沉降预氧化水解酸化纯氧曝气接触氧化工艺对氯碱含 盐废水进行中试研究，经过处理后出水的各项指标都达到g b 8 9 7 8 19 9 6 一级排放标准。 d a l m a c i j a 等人口川在活性污泥系统投加p a c 处理高含盐( 大约2 9 9 l ) 石油废水取得较 高的降解速率，p a c 的主要作用是吸附有机物和固定微生物。r y u c e lt o k u z 2 1 1 研究含 n a c l 为3 5 9 l 的废水时发现，盐度对活性污泥处理系统仅有轻微影响，出流悬浮物和氧 吸收率均没有明显变化。 2 ) 生物膜法 采用生物膜法处理污水时，生物膜可在厌氧( 或缺氧) 条件下自行脱落，实现膜的及 时更新，因此可承受较高的容积负荷且抗冲击能力强【2 2 1 。当污水水质变化时，出水水质 随之变化，但很快就能恢复。某维尼纶厂的塔式生物滤池，进水的甲醇浓度超过正常值的 2 3 倍，连续进水6 d ，c o d 的去除率可达5 0 ，而且冲击后3 4 d 且p - q 恢复正常团1 。 生物膜法工艺的此种特性适用盐度高、水质不稳定且含有有毒物质的化工废水。张柯 等人阱1 利用曝气生物滤池对经过湿式氧化处理后的乙烯废碱液进行处理，通过驯化污泥 进行试验。结果表明，在水力停留时间9 h 的条件下，当废碱液含盐量低于6 时，c o d 去除率稳定在8 5 左右；含盐量达到8 时，微生物活性受到影响，c o d 去除率保持在 7 5 以上。 张明生等人【2 5 1 通过实验指出在盐浓度1 5 4 3 0 m g l 以下的含盐工业有机废水接触氧化 法处理可行。生物接触氧化工艺具有较强的耐冲击负荷，当系统进水c o d 负荷突然增大 时，c o d 去除率迅速下降，但是当负荷降到原始水平时，3 5 个周期后c o d 去除率上升， 系统可以迅速恢复到受冲击前的状况。 尤作亮等人1 2 6 1 采用两段接触氧化法处理含盐浓度为2 5 9 l 和3 5 9 l 的有机废水，当迸 水b o d 5 3 0 9 l ) 、高p h ( 1 0 1 1 ) 、低氨氮( 1 4 m g l ) 和低总磷( 0 3 m g l ) 的特点，而且b o d 5 c o d 0 5 ，可生化性较好，具备生物处理的条 件。再从该车间环氧氯丙烷生产工艺( 丙烯高温氯化法) 分析，废水中含有较高浓度的有 机氯化物，主要是二氯丙烷和二氯异丙烷、丙二醇、氯丙醇以及环氧丙烷的其他衍生物， 高氯化钙、高p h 及难降解有机氯化物的存在，导致废水的处理效果差，处理后的废水难 以达标排放。 从表2 1 还可以看出，废水中氨氮和总磷的含量比较低。因此试验过程中，在废水中 投加适量的硫酸铵和磷酸二氢钾补充氮源和磷源，使废水营养比达到b o d ：n ：p 为 1 0 0 ：5 ：l 。 2 2 2 试验污泥 试验好氧污泥取自中国石化青岛炼油化工有限责任公司污水处理站含盐废水曝气池， 8 中国石油大学( 华东) 硕士论文 c a 2 + c r n h 4 - n p c o d b o d 5 p h 溶解氧 污泥浓度( 池s s ) e d t a 滴定法 硝酸银沉淀滴定法 纳氏试剂分光光度法 钼酸铵分光光度法 快速密闭催化消解法 稀释接种活法 p h 计 溶解氧仪法 重量法 g b t 7 4 7 6 19 8 7 g b 厂r1 1 8 9 6 1 9 8 9 g b7 4 7 9 8 7 g b 厂r11 8 9 3 1 9 8 9 il l t3 9 9 2 0 0 7 z d j d 0 5 一0 3 6 19 9 9 g b 厂r1 5 8 9 3 2 - 1 9 9 5 g b 厂n5 4 5 5 9 5 z d j d 0 5 0 4 1 1 9 9 9 本次试验用到的主要实验仪器如表2 - 4 所示： 表2 - 4 实验仪器 t a b l e2 - 4l a b o r a t o r ya p p a r a t u s 环氧氯丙烷废水高p h 是在氯丙烷皂化过程中由过量的氢氧化钙造成的，取回的水样 9 第二章耐盐污泥驯化 在经过一段时间放置后，p h 有所下降；此外，废水经过活性污泥段与生物分解有机物产 生的二氧化碳生成碳酸钙沉淀及活性污泥对钙离子的吸附等共同作用，其p h 由1 0 以上 降到7 左右，因而废水在进入活性污泥系统之前，无需进行p h 调节。 废水中含盐量很高，微生物需要一段时间才能适应这种水质，因此采用同步培养法， 即在驯化初期加入一定量的废水，并在后续阶段逐渐加大废水的投加量。 驯化实验在室温下进行，驯化采用的反应器总有效容积是1 0 l ，每天进水2 l ，系统 的中溶解氧的浓度维持在2 - 4 m g l ，进水营养比b o d 5 ：n ：p 为1 0 0 ：5 ：1 ，驯化过程中 测定c o d 、污泥沉降比( s v ) ，污泥浓度、钙离子浓度、氨氮、磷、氯离子浓度、溶解 氧等指标并在驯化的各个阶段进行镜检。 2 3 启动耐盐活性污泥驯化 2 3 1 耐盐活性污泥驯化过程 实验是在逐步加大进水化学需氧量( c o d ) 浓度的条件下进行的，并且逐渐加大盐 浓度。具体方法是利用葡萄糖和环氧氯丙烷废水进行配比实现的。进水的c o d 最终稳定 在1 0 0 0 1 2 0 0 m g l 之间，氯离子浓度增大到2 0 0 0 0 m g l 以上，由于该废水氨氮和总磷的 含量很低，需添加氮源和磷源。按照氯离子浓度的逐渐增大将驯化分为六个阶段进行，逐 渐加大废水的投加量，考察驯化总时间对出水c o d 的影响。污泥驯化过程中试验水质如 表2 5 。 表2 - 5 污泥驯化过程中试验水质数据表 t a b l e2 - 5t h ee x p e r i m e n t a lw a t e rq u a l i t yd a t ai nt h ep r o c e s so fs l u d g ed o m e s t i c a t i o n 第一阶段氯离子含量为2 0 0 0 m g l ，进水用l o g 葡萄糖+ 1 8 5 l 自来水+ 0 1 5 l 环氧氯丙 烷废水进行配比。配水进水的c o d 为1 0 0 0 1 1 0 0 m g l 。此时驯化过程中时间与c o d 的变 化趋势及c o d 去除率见图2 1 。 1 0 c a c l 2 含量为 度骤然提高至 废水处理系统 造成不利冲击，微生物适应这种变化需要一定时间。三天后，c o d 的去除率达到9 0 以 上，并稳定维持在9 0 以上。 第二阶段保持葡萄糖的用量不变，增加环氧氯丙烷废水的量，实际上是增加了废水的 氯离子浓度，用9 9 葡萄糖加o 5 l 环氧氯丙烷废水加1 5 l 自来水进行配制。系统初始c o d 在1 0 5 0 11 0 0 m g l 之间。此阶段驯化过程中时间与c o d 的变化趋势及c o d 的去除率见 图2 2 。 + 进水c o d + 出水c o d + 去除率 d g o o u 02 4 6 81 0 时间d 冰 槲 餐 代 q o u 图2 2 第二阶段进、出水c o d 及去除率的变化 f i g 2 - 2e f f l u e n tc o d a n dt h er e m o v a lo ft h ec h a n g ei nt h es e c o n ds t a g e 似 踮 而 抛 咖 咖 鲫 伽 姗 。 第二章耐盐污泥驯化 由图2 2 可以看出，当氯离子浓度增加到6 0 0 0 m g l 时，出水c o d 的变化波动不如 第一阶段明显，可能是系统微生物对氯离子浓度有一定的适应能力，在环境氯离子浓度增 加不大的情况下对系统的不利冲击小于第一阶段。随着驯化时间的增加，系统微生物的逐 渐适应，抗冲击能力增强，最终系统出水c o d 的去除率可达到9 6 。 第三阶段继续增加环氧氯丙烷废水的量，保持系统初始的c o d 为1 0 5 0 - 1 3 0 0 m g l ， 用8 9 葡萄糖加0 7 l 环氧氯丙烷废水加1 3 l 自来水进行配制。含盐量增大到8 0 0 0 m g l 。 此阶段驯化过程中时间与c o d 的变化趋势及c o d 的去除率见图2 3 。 一进水一出水一去除率 02468 1 0 时间d 图2 - 3 第三阶段进、出水c o d 及去除率的变化 2 - 3e f f l u e n tc o da n dt h er e m o v a lo ft h ec h a n g ei nt h et h i r ds t a g e 由图2 3 可以看出，开始时驯化系统中氯离子浓度增加到8 0 0 0 m e 班后，氯离子浓度 对系统内微生物造成很大冲击，刚开始时系统的c o d 去除率不足4 0 ，经过6 天后，系 统c o d 的去除率达到9 0 ，并维持在9 0 以上。 第四阶段调节进水水质使氯离子浓度达到1 2 0 0 0 m g l 。系统初始c o d 保持在 1 0 0 0 1 2 0 0 m g l 之间，本阶段采用7 9 葡萄糖加0 9 l 环氧氯丙烷废水加1 1 l 自来水进行配 制。此阶段驯化过程中时间与c o d 的变化趋势及c o d 的去除率见图2 4 。 1 2 逞讲篮求qou o o 0 0 0 1 8 6 4 2 0 o 0 o o o 0 0 o 0 0 o o o o 0 4 2 o 8 6 4 2 lll 1眦gqou 鋈 碍 篮 粕 q o u 02468l o1 2 1 4 时间d 图2 - 4 第四阶段进、出水c o d 及去除率的变化 f i g 2 - 4e f f l u e n tc o d a n dt h er e m o v a lo f t h ec h a n g ei nt h ef o u r t hs t a g e 由图2 - 4 可以看出，系统微生物经过前阶段耐盐驯化，对环境氯离子浓度有一定的适 应能力，受到不利环境冲击后，经过自身的调节，能过适应环境的变化。但随时间变化， 系统出水c o d 开始出现波动，维持在1 0 0 m g l 以上，去除率很难达到9 0 以上。根据实 际运行情况，耗氧速率较前一阶段降低，即污泥活性降低，同时系统内难降解有机物增多， 对出水c o d 产生不利影响。 第五阶段用6 9 葡萄糖加1 5 l 环氧氯丙烷废水加o 5 自来水进行配制。盐浓度增大到 1 6 0 0 0 m g l 以上。系统初始c o d 在1 0 0 0 1 2 0 0 m g l 之间。此阶段驯化过程中时间与c o d 的变化趋势及c o d 去除率见图2 5 。 + 进水+ 出水+ 去除率 0 24 6 8 1 0 1 21 41 6 时间，d 罨 篮 曹 8 图2 - 5 第五阶段进、出水c o d 及去除率的变化 f i g 2 - 5e f f l u e n tc o d a n dt h er e m o v a lo ft h ec h a n g ei nt h ef i f t hs t a g e 从图2 5 中可以看出，在此阶段，c a c l 2 含量达到1 8 7 6 9 l 时，由于氯离子浓度对污 泥系统系统的冲击，经过一周的驯化后，出水c o d 仅能较稳定的维持在3 0 0 m g l 以下， 1 3 砌舳加如如m o 抛 咖 咖 鲫 枷 枷 。 是二j，oou 第二章耐盐污泥驯化 c o d 去除率最高仅达7 7 ，较前几个阶段，c o d 去除率有明显的下降。 第六阶段：采用1 0 0 环氧氯丙烷废水。此阶段驯化过程中时间与c o d 的变化趋势 及c o d 的去除率见图2 - 6 。 + 进水 一出水 十去除率 1 2 0 0 1 0 0 0 8 0 0 誊6 0 0 84 0 0 2 0 0 o 02468 时间d 8 0 7 0 6 0 5 0 褂 ；：蓍 2 08 1 0 0 图2 - 6 第六阶段进、出水c o d 及去除率的变化 f i g 2 - 6 e f f l u e n tc o da n dt h er e m o v a lo f t h ec h a n g ei nt h es i x t hs t a g e 从图2 - 6 可以看出，采用完全环氧氯丙烷废水进水时，氯离子浓度对污泥系统的冲击 十分明显，开始时去除率不足5 0 ，经过一段时间的调整适应后，系统的c o d 去除率仍 不足7 5 ，出水的c o d 接近3 0 0 m g l 。出水c o d 变化幅度不大，因此认为驯化阶段结 束。可以进行后续工艺运行试验。 2 3 2 氯离子浓度对污泥驯化过程中微生物变化的影响 活性污泥驯化过程中利用显微镜观察微生物的生长变化情况，在驯化初期，由于系统 内氯离子浓度比较低，显微镜观察视野内可见大量微生物，并且可见到轮虫( 图2 8 ) ， 随着系统内的氯离子浓度的不断升高，在驯化过程后期，微生物数量没有明显减少，只是 微生物种类有所减少。并且视野内看不到轮虫，只看到纤毛虫类微生物。同时在整个驯化 过程中，由于该废水中含有大量无机离子( 如钙离子) ，m l v s s 仅为9 0 0 1 2 0 0 m g l 之间， 与普通活性污泥相比较，无机物质的所占的比重高许多。 1 4 图2 - 7 轮虫 f 嘻2 - 7 r o t i f e r 好氧驯化初期，表观颜色呈土黄色，镜检发现有很多游泳型纤毛虫( 一个视野中有 4 5 个) ，原生动物健康活跃。到驯化阶段后期有少量( 1 - 3 个) 固着型的纤毛虫，游泳型 的占有少量，同时视野中微生物整体的数量较初期有所下降。驯化前和驯化后耐盐活性污 泥生物相比较如表2 6 。 表2 6 污泥生物相情况比较 t a b l e2 - 6 c o m p a r i s o no ns t r u c t u r eo fb i o m a s sc u l t u r e 驯化前低盐活性污泥驯化后耐盐活性污泥 菌胶团，丝状菌，微生物种类较丰富。 混合液中细菌总数为0 9 2 0 x 1 0 7 以菌胶团为主，有少量原生动物。 混合液中活细菌总数为0 2 1 5 1 0 7 菌落形态多样 菌落形态相对较少 由表2 - 6 可以发现，驯化前后系统的微生物相的组成发生了较大变化。在低盐时系统