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1、目前,我國(guó)造紙廢水排放量27.55億t,占工業(yè)廢水排放量的14.7%,造紙廢水處理依然面臨嚴(yán)峻的問(wèn)題。其廢水排放量大,污染物種類(lèi)復(fù)雜且難降解物質(zhì)多,使得處理難度較大。生物促生劑作為一種高效促進(jìn)微生物自身代謝及生物合成過(guò)程,加快微生物對(duì)于難降解有機(jī)物分解的添加劑,已在研究和應(yīng)用中受到廣泛重視。EPS作為微生物一部分代謝產(chǎn)物,其含量及組成可影響污泥性能,并可能影響出水水質(zhì)。
本文研究BS添加量在不同進(jìn)水CODCr下,對(duì)好氧絮狀污泥
2、中EPS量和其組成影響,以及分析微生物對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與分泌情況和對(duì)污泥中EPS的結(jié)構(gòu)改變,對(duì)污泥性能的影響。
研究不同CODCr進(jìn)水濃度下,CODCr去除率與BS添加量的關(guān)系,通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)得出,在進(jìn)水濃度為813 mg·L-1、1100 mg·L-1和1300 mg·L-1時(shí), BS最佳量為300μL·L-1、400μL·L-1和500μL·L-1,比BS0組CODCr去除率提高了4.8%、4.3%和4.2%。通過(guò)正交
3、實(shí)驗(yàn)得出,去除CODCr最優(yōu)組合為進(jìn)水負(fù)荷1100 mg·L-1,BS最佳量400μL·L-1,處理30 h。
通過(guò)對(duì)EPS各組成分析檢測(cè)得出,BS的添加對(duì)EPS的各組分和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。發(fā)現(xiàn)BS添加量對(duì)EPS、TB-EPS含量在800 mg·L-1低進(jìn)水CODCr濃度下的影響較小,在1100~1300 mg·L-1中高進(jìn)水CODCr濃度下影響顯著, BS最佳組EPS、TB-EPS存在最大值。在不同進(jìn)水CODCr濃度下, B
4、S對(duì)LB-EPS多糖和TB-EPS蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)有顯著促進(jìn)作用。BS最佳組,分別對(duì)應(yīng)LB-EPS中蛋白質(zhì)、多糖、DNA含量最大值和TB-EPS中腐殖質(zhì)含量最大值,DNA含量最小值。在進(jìn)水CODCr濃度在1100 mg·L-1時(shí),BS2組吸收、分泌蛋白質(zhì)能力和吸收、分泌多糖能力顯著提高,提高了33%、23.9%。
利用環(huán)境掃描電鏡對(duì)污泥表面形態(tài)觀察,發(fā)現(xiàn)BS2組污泥有良好保水性能,污泥骨架豐滿,連續(xù)性高,提取TB-EPS后,出現(xiàn)
5、空腔層和結(jié)構(gòu)空洞,結(jié)合XRD儀器分析提取EPS后污泥中結(jié)晶為CaSO4·2H2O,BS2組污泥更平整。通過(guò)紅外分析得,BS2組出現(xiàn)了羧基、羥基、脂類(lèi)等的新特征峰,提取TB-EPS污泥中伯酰胺類(lèi)和脂肪胺類(lèi)物質(zhì)受到影響。通過(guò)拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn),BS0和BS2組LB-EPS中主要成分為蛋白質(zhì),BS2組聚集效果更強(qiáng)。BS2組TB-EPS中氨基官能團(tuán)增加,蛋白質(zhì)主側(cè)鏈構(gòu)象改變,多聚糖類(lèi)受到金屬化學(xué)鍵作用,肽鏈改變,絮凝活性提高。BS0組含葡萄糖醛酸
6、,BS2組TB-EPS中含有N-乙酰基氨基糖類(lèi)和酰胺類(lèi)物質(zhì),具有顯著絮凝特性。
采用ICP-AES分析金屬離子在活性污泥體系中的轉(zhuǎn)化過(guò)程,發(fā)現(xiàn)BS2組污泥中金屬離子含量減少。在LB-EPS和TB-EPS提取液中,F(xiàn)e3+含量明顯提高。BS組TB-EPS中離子含量比BS0組高出2倍左右。LB-EPS和TB-EPS是吸附Ca2+的主要部分,且BS2組的TB-EPS吸附了更多的Ca2+和Mg2+。LB-EPS和TB-EPS對(duì)金屬離子
7、吸附順序?yàn)镃a2+>Mg2+>Fe3+>Zn2+>Mn2+。而活性污泥中沉積金屬離子的順序?yàn)镕e3+>Mg2+>Mn2+>Zn2+>Ca2+。
利用ESS和Zeta方法對(duì)污泥絮凝效果分析,發(fā)現(xiàn)絮凝效果從好到壞排列為BS2組>BS1組>BS0組>BS3組。LB-EPS、TB-EPS與絮凝性能成反向和正向相關(guān)。通過(guò)SVI得出,LB-EPS中蛋白質(zhì)含量與EPS中蛋白質(zhì)含量比值與污泥沉降性能呈正相關(guān)。DSC檢測(cè)發(fā)現(xiàn),隨著LB-EPS(
8、蛋白質(zhì)和多糖)含量增加,TB-EPS(蛋白質(zhì)和多糖)含量和束縛水含量(WB)減少,污泥的脫水性能增強(qiáng)。過(guò)度添加BS會(huì)引起一定程度的污泥脫水性能的惡化。
本文研究BS添加量在不同進(jìn)水CODcr下,對(duì)好氧絮狀污泥中EPS量和其組成影響;并根據(jù)EPS變化分析微生物對(duì)水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與分泌情況;研究BS對(duì)EPS及活性污泥性質(zhì)的影響依據(jù),為BS在工業(yè)廢水應(yīng)用中提供理論依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)BS通過(guò)促進(jìn)微生物吸收分泌能力,調(diào)節(jié)EPS中蛋白質(zhì)和多
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