肉制品加工污水處理設備

肉制品加工污水處理設備

大多數污水脫氮工藝的研究都是采用向污水體系中投加甲醇、葡萄糖等有機物作為碳源。但是，當進(jìn)水水質(zhì)不穩定時(shí)，易造成投加碳源過(guò)量或不足，進(jìn)而影響脫氮效果和出水水質(zhì)，還會(huì )增加處理成本。目前篩選出的好氧反硝化菌雖然都具有良好的脫氮性能，然而多數菌種只能在高ρ(C)/ρ(N)下生長(cháng)良好。

　　利用非水溶性生物降解多聚物(BDPs)作為反硝化菌的載體，在微生物體內酶的作用下進(jìn)行降解，提供反硝化碳源，是異養反硝化的新工藝。BDPs材料在所給定的條件下一般不會(huì )向水中浸出有毒有害物質(zhì)，與物理化學(xué)法相比，BDPs工藝對硝酸鹽氮的去除有高度選擇性，且不會(huì )產(chǎn)生高濃度含鹽廢液。固態(tài)碳源因具有緩釋碳源的特點(diǎn)，能保證反硝化反應的持續進(jìn)行，逐漸受到研究者的關(guān)注，而其在含鹽污水的微生物脫氮工藝中的應用卻鮮見(jiàn)報道。

　　利用實(shí)驗室篩分的反硝化菌株弧菌，以硝酸鹽氮為氮源，研究以BDPs顆粒作為碳源和生物膜載體應用在低ρ(C)/ρ(N)的含鹽工業(yè)廢水脫氮工藝中的可行性，考察碳源、溫度及停留時(shí)間等條件對反硝化性能的影響，為固態(tài)碳源反硝化工藝提供理論依據和技術(shù)支持。

　　1、實(shí)驗材料與方法

　　1.1 碳源材料

由圖2可以看出，當進(jìn)水pH值為7.75時(shí)，PHA作為碳源的反硝化過(guò)程中，水體pH隨著(zhù)總氮的去除而略有降低，出水總氮質(zhì)量濃度為6.3mg/L，pH為7.42;在以葡萄糖為碳源的對比實(shí)驗中，pH降低更為明顯，出水總氮質(zhì)量濃度為7.8mg/L時(shí)，pH為6.03。上述兩種情況下總氮去除率基本相同，均高于83%，但在反硝化過(guò)程中水體pH值反而下降，與周海紅等的研究結果相似。究其原因，可能是體系并未進(jìn)行消毒，盡管反硝化過(guò)程生成堿度，但是反硝化菌以外的其他微生物可能在體系環(huán)境中通過(guò)自身的生長(cháng)代謝，消耗堿度，使得水體中的pH值有所降低。因此，生物系統對污水水體中pH的調節機制及顆粒表面生物膜的生物相需要進(jìn)一步深入研究。

　　肉制品加工污水處理設備從圖2中還可以看到，BDPs異養生物反硝化效果和傳統碳源具備可比性，可通過(guò)改善傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)條件，改善可生物降解材料的材質(zhì)和表面特性，作為反硝化碳源是行的。

　　2.3 溫度對脫氮效果的影響

　　溫度是影響反硝化細菌活性和生物量增殖速率的重要因素，多數反硝化細菌的最適生長(cháng)溫度為20~35℃。去除含鹽廢水中的硝酸鹽氮，反硝化工藝之前會(huì )有系列常規水處理工藝，因此反硝化系統可以放置在室內運行，故本研究選擇考察以PHA為碳源，水體溫度為15℃和25℃時(shí)的脫氮效果，實(shí)驗結果見(jiàn)圖3。

　　葡萄糖(化學(xué)純);商用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，乳白色顆粒;商用聚羥基脂肪酸酯(PHA)，白色顆粒。

　　1.2 實(shí)驗用水

　　實(shí)驗采用模擬含鹽廢水：在澄清天然海水中加入適量硝酸鈉和磷酸二氫鉀

　從圖3中可知，溫度對反硝化過(guò)程影響較大，溫度降低，PHA作為碳源和載體的反硝化速率降低明顯。實(shí)驗條件下，在15℃和25℃時(shí)，反硝化的平均速率分別為193.7mg(/g·d)、276.4mg(/g·d)，15℃時(shí)的反硝化速率較25℃時(shí)降低30%;TN去除率均在85%以上，TN質(zhì)量濃度均可降低至10mg/L以下，反硝化反應均可有效進(jìn)行，這與其他研究得到的結論相一致。研究結果說(shuō)明即使在冬季，以PHA為載體和碳源的反硝化系統在室內運行時(shí)，其反硝化速率也可以維持在一定的水平，通過(guò)調整工藝參數，仍可得到良好的脫氮效果。

　　2.4 停留時(shí)間

　　實(shí)驗裝置穩定運行一段時(shí)間后，進(jìn)水TN質(zhì)量濃度保持在40mg/L左右，考察停留時(shí)間對脫氮效果的影響。結果發(fā)現停留時(shí)間越長(cháng)，脫氮效果越好，停留時(shí)間由4h延長(cháng)至8h，TN去除率由49.2%提升至93.1%，出水TN質(zhì)量濃度由20.3mg/L降至2.8mg/L。但水體中TOC濃度也會(huì )隨著(zhù)停留時(shí)間的延長(cháng)而略有升高，這與峰等的研究結論一致，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需重點(diǎn)控制生物量和停留時(shí)間。

　　2.5 固體碳源PHA顆粒變化

　　將使用后的固體顆粒經(jīng)沖洗、脫水、自然干燥后，對固體碳源顆粒進(jìn)行稱(chēng)量，發(fā)現其質(zhì)量較實(shí)驗前均有減少，每實(shí)驗周期減輕量均大于0.8g。分別取使用前后的顆粒，經(jīng)全自動(dòng)離子濺射儀噴金后，置于掃描電鏡下觀(guān)察，結果見(jiàn)圖4。

，pH=7.5。

　　1.3 實(shí)驗用菌

　　研究所用有氧反硝化菌從天津某海水養殖場(chǎng)底泥中篩得，通過(guò)生理生化及16SrDNA鑒定，該菌為Vibriosp.弧菌，命名為MCW152(保藏編號為CCTCCNO.M2018030)。菌種培養采用250mL三角瓶，培養液體積為100mL，培養基為牛肉膏蛋白胨，培養溫度為(30±1)℃，轉速為120r/min，經(jīng)連續24h的搖動(dòng)培養后，將反硝化菌培養液以7000r/min的速度離心15min，棄去上層清液，沉淀物留用，視為1份，干質(zhì)量約為0.3g。

　　1.4 實(shí)驗方法

　　以序批實(shí)驗為主，在1000mL的三角燒杯中加入一定量的BDPs顆粒和1000mL模擬含鹽廢水，然后加入1份有氧反硝化菌培養液沉淀物，用磁力攪拌器低速攪拌，維持污泥的懸浮狀態(tài)。定時(shí)檢測水體中TN(總氮)和TOC(總有機碳)濃度