在印染废水回收系统中，累积的有机物和盐类是如何破坏生物处理单元的外文翻译资料

 2022-08-02 17:18:54

英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

在印染废水回收系统中，累积的有机物和盐类是如何破坏生物处理单元的

摘要

废水循环利用是减少工业生活用水和污染物排放的有效途径。然而，废水循环利用不可避免地会导致无机离子和有机污染物的积累，从而使活性污泥系统恶化。本研究建立了印染废水(PDWW)回收系统，探讨了有机和无机污染物积累导致生物处理系统劣化的机理。研究发现，有机物的积累，特别是添加染料和助剂的中间产物，是生物处理单元劣化的关键。

在闭环PDWW回收开始（前40天）。此外，无机盐积累，如Ca2 、Na 、K 、SO4 2-和Cl-会让单元情况更糟。结果表明，苯丙氨酸代谢、酮体合成和降解、丁酸代谢和丙酮酸代谢是PDWW循环系统中影响最大的四种代谢途径。

此外，累积的无机盐可以抑制PDWW循环系统中的糖聚糖生物合成和代谢、异种生物生物降解和代谢以及脂质代谢途径，最终使生物处理系统恶化。

关键词：水及废水回用 污染物积累 微生物活性抑制 代谢途径

1 .导言

废水回收是满足全球日益增长的淡水供应和污染排放需求的一个潜在解决方案[1]。关于水回收应用，中水主要被考虑用于风景环境用途、工业用途和市政杂项用途。在这些最终用途中，工业应用是再生水的最大应用之一，占总再生水消耗的30%以上[2,3]。一方面，政府采取了一系列措施和政策，鼓励行业进行废水回收和再循环。另一方面，工业园区和工业企业内部的水循环利用得到了很大的改善，例如。京津冀地区和缺水地区的循环利用率应高于30%和20%[4]与用于城市应用的中水不同，对于工业废水再利用，中水总是被回收的，例如。冷却水、工艺水和锅炉给水[2]。 尽管如此，废水循环不可避免地会导致无机离子和有机污染物的积累[5–7]这将导致上游废水处理和回收系统的恶化，进而限制再循环率的进一步提高。据报道，在目前我国许多废水回收过程中，壬基酚(NP)的去除效率通常不够高，这可能导致NP在废水回收系统废水中的积累[5]。这也意味着，通过催化臭氧化在反复重复使用的废水中逐渐积累阻燃剂副产物会对染色过程产生不利影响，如耗尽和固定阶段[6]。

众所周知，无机盐的增加会影响厌氧和好氧生物过程的去除性能[8–11]。 盐度可能直接或间接地抑制细胞分裂和扩大，最终抑制废水处理厂的生长、生产力和性能[12]即使在低无机盐水平下，也会导致再生水的水质恶化，从而导致人类健康和生态安全问题[13]。不过，有机的污染物也可以在废水回收系统的出水中积累[5,7,14]。然而，以前的研究只研究了某些人工添加的有机物或盐对无环系统中生物处理单元去除性能的影响[8–11,13]。 与无环系统中人工添加的无机盐和有机物不同，在水和废水回收系统中，对有机物和盐的积累特性知之甚少。

工业废水出水中有相当多的残留溶解有机物(DOM)，如不可生物降解的原料，微生物产物等微污染物[15–17]。此外，工业生产过程中添加辅助化学品含有一定量的盐，导致各种无机离子[18,19]。 因此，工业废水出水中会共存多种有机化合物和无机盐。然而，回收系统中污染物积累对生物处理单元的影响机制有待了解，哪些类型的污染物积累（有机积累和盐积累）优先影响废水回收系统仍需调查。对回收系统来说，负责生物处理系统恶化的关键类型的有机物或无机盐尚不清楚，需要揭示顶部容易积累或最有影响的有机物和无机盐。

印染工业作为我国最重要的支柱产业之一，表现出较高的用水量和污染排放[20,21]。 为了减少污染排放和淡水消耗，中国政府出台了政策，要求PDWW的回收利用率应达到40%以上。因此，本研究将印染废水(PDWW)作为一种典型的工业废水，含有较高含量的染料、纺织助剂和盐类，具有潜在的毒性，且具有较差的生物降解性[22,23]。 此外，建立了一个闭环PDWW循环系统，目的是：1)基于有机和无机污染物积累特性分析，研究PDWW循环系统恶化的污染物类型；2)根据约束冗余分析，揭示导致生物系统抑制的关键因素；3)阐明生物处理单元中有机污染物和无机盐积累的不同抑制机制。

2 .材料和方法

2.1PDWW回收系统

处理能力为5m3/d的PDWW回收系统建成了，它包括混凝沉淀池、水解酸化池、好氧池、二沉池和溶解臭氧浮选(DOF)工艺。详细的尺寸和染料的贡献约为6.5%。因此，PDWW中的COD主要来自助剂中的AEO。此外，原合成印染废水的生物需氧量(BOD)为183plusmn;21mg/L。

PDWW系统的水力停留时间(HRT)如表S1所示。将厌氧池和好氧池的污泥接种到中国浙江省都店印染工业园区污水处理厂的回流污泥中。好氧池的初始污泥浓度和DO分别保持在3000mg/L和2-3mg/L。污泥保留时间(SRT)设定为12天。

DOF罐的尺寸为Ф0.83.2米，处理能力为36m3/d。在间歇运行模式下， 加入聚合氯化铝(PAC)，剂量为60-100毫克/升。 臭氧溶解压力为0.4MPa。回收比例为40%。在DOF储罐中，臭氧被用来代替空气，空气是由臭氧发生器(CF-G2-100g，青岛国林有限公司)产生的。 单个发电机的最大臭氧生产率为100g/h，电力为2kw。产生的臭氧浓度为25毫克/升空气。为了避免水温波动对微生物群落结构和功能的影响，实验系统中的原水池、水解酸化池和好氧池采用热水循环和泡沫板保温加热。水统温度保持在300.5◦C。此外，该系统配备了三个5m3 配水槽。一个水箱作为二沉池与DOF反应器之间的中间池。另外两个水箱作为原水箱和处理水箱交替使用。因此，根据表S1，系统的总HRT为80h(约3.3d)，因此，循环一次水需要3.3天。

2.2模拟印染废水

合成印染废水由混合染料，助剂和营养成分组成，如图所示表1. 合成PDWW的组成与COD（化学需氧量）：N：P200：5：1有关。所用助剂均来自工业产品，与实际印染废水组成接近。该矫平剂的主要成分包括脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和聚苯乙烯苯酚。除油剂是聚丙烯酸钠，白色矿物油和AEO的混合物。 柔软剂为单甘酯季铵盐的阳离子化合物。为使合成印染废水更具代表性，新增活性红3BE-M，分散金红石S/5BL，分散黄褐4RL三种染料，在典型印染企业的消费中排名前三。 这三种染料的分子结构和化学式见表S2，表S3显示了模拟印染废水中各组分的COD贡献。其中，流平剂的COD贡献约为42%，是COD的主要来源。 总数根据文本S4中描述的实验，得到了在2.2mgCOD/mgAEO下AEO向COD的转化。

条件

配料

浓度（毫克/升）

条件

配料

浓度（毫克/升）

辅助

调平剂2115

0.6(v/v)

是的

反应性红色3BE-M

9

脱脂剂AK-1016

柔软剂

0.2(v/v)

0.7(v/v)

分散黄色S/5BL

分散棕色4RL

15

30

ch3啊

0.2(v/v)

微量元素溶液

所以4

2.4

ch3科纳

360

Mn Cl2

0.32

纳2所以4

80

nh4Cl

14

Ca Cl2

14

(nh4)2HPO4

8

Na OH

80

Mg Cl2

0.5

表1

合成印染废水的组成。

2.3运作阶段

PDWW回收系统分两个阶段运行，即气浮处理回收阶段(溶解臭氧浮选处理回收阶段）。每个阶段包括20天的启动。每个阶段都有一个启动期。 在驯化微生物中加入辅助化学品和染料，以适应染料的降解。臭氧用量为33mg。操作阶段如表S4所示。

2.4分析方法

按中国NEPA标准方法测定化学需氧量(COD)、MLSS、TDS和SVI[26]。电导率用DDS-307电导率仪(INESA中国科学仪器有限公司)测量。分别用福林法和蒽酮比色法测定蛋白质和多糖[27]。

2.5微生物群落和元组学分析

污泥样品每10天取样一次。每个样品(V10mL)在3500g离心10min，然后丢弃上清液。剩余污泥颗粒存放最多两个月，直到DNA提取。用动力土壤DNA试剂盒(MO生物医学，美国)提取污泥样品的基因组DNA，并利用IlluminaHiseq2500平台将其送到Novogene（中国北京）进行猎枪16SrDNA文库的构建[31]。

通过使用引物338F和806R，得到V3-V4。扩增了16SrRNA基因的区域，并用包括6bp条形码的反向引物对每个样本进行标记[32].

采用标准方法1683测定活性污泥SOUR，评价其生物量活性[28]。在500mL生物需氧量(BOD)瓶中进行好氧污泥的SOUR测定。 BOD瓶是用橡胶塞用氧敏探头密封的。氧敏探头记录DO浓度，间隔30s。用磁力搅拌器将BOD瓶中的混合液混合。在整个实验(30min)中，由于操作时间较短，BOD瓶中的MLSS被认为是恒定的[11]。根据BOD瓶中MLSS的DO-时间曲线计算SOUR[29]。

用GC-MS(型号7890A5975C，Agilent，美国)和HP5-MS柱(文本S1)对有机物种进行了分析)。 采用高效液相色谱法测定AEO浓度列(文本S2)。气相色谱分析(文本S3)。在本研究中，SMPs（蛋白质和多糖）和VFAs（乙酸、丙酸、丁酸和戊酸）是根据化学计量转换因子转化为COD (1.5, 1.2, 1.07, 1.51, 1.82 还有2.04的[30].

抑制微生物系统的关键环境参数(即AEO、VFAS、SMPs和微污染剂。具体而言，通过Vegan中的上限函数进行基于距离的冗余分析(db-RDA)，以进一步分析无约束PCoA地块中获得的环境因素[32].

通过在R处重建未观察状态(PICRUST)对活性污泥微生物群落进行系统发育研究，预测活性污泥微生物群落的代谢，多佛根据PICRUST管道的在线协议进行相位[34]间的差异调整后得到的plt;0.05的样本在统计学上意义重大。

3.结果

3.1PDWW回收系统的性能

用于R的PDWW回收系统连续操作40天和100天，COD、电导率和TDS的变化见表。循环阶段，原水和厌氧池出水的COD波动，分别在750mg/L和450mg/L时保持接近恒定，没有观察到积累趋势。然而，二次出水的COD增加从93mg/L增加到309mg/L（增加232%），COD积累速率为5.4mg/L∙d。在R上显示达夫相，与原活性污泥相比，活性污泥的SOUR污泥在第40天从5.5mg下降2mg Mlss至1.2毫克，O2下降率为78%。这也说明了积累的有机物质在印刷还有染色废水回收系统抑制微生物的生长。然而，在r多佛阶段的次要废水还有DOF

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[266344]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word

原文和译文剩余内容已隐藏，您需要先支付 30元 才能查看原文和译文全部内容！立即支付

以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。

您可能感兴趣的文章