印染廢水處理包含去除COD、氮硫等，印染廢水色度深、COD偏高，生化性能比較差，安峰環(huán)保原有處理工藝上，從中試和微生物菌種工藝等方面，重點對工藝流程中反應器金屬離子去除原理進行實驗，并對后續(xù)印染廢水處理方法提供足夠的理論基礎。印染廢水處理實驗材料和方法如下：
　　
　　1.1中試概況
　　
　　中試在蘇州某印染廠進行,該廠以印染純棉纖維、滌綸、腈綸和棉混紡織物為主,排放的是綜合性印染廢水.廢水pH為7.0~10.0,水溫為30~40℃,其它主要指標為CODCr452~775mg˙L-1、BOD598~185mg˙L-1、色度400~600倍、NH4+-N22.5~40.6mg˙L-1、TN70.3~102.3mg˙L-1、NO3--N1.2~1.8mg˙L-1、TP0.3~0.5mg˙L-1、SO42-44.7~80.3mg˙L-1、S2-32.5~41.8mg˙L-1、SS225~400mg˙L-1,未檢測出NO2--N和單質硫(S0).
　　

　　中試裝置于2018年3月啟動成功,然后進行參數(shù)優(yōu)化得出：控制UASB水力負荷0.4m3˙m-2˙h-1(冬季反應器溫度低于15℃時降至0.3m3˙m-2˙h-1),活性污泥A反應器DO=0.5~0.8mg˙L-1,B反應器DO=0.2mg˙L-1,接觸氧化反應器采用漸減曝氣且氣水比為12:1,混凝劑PAC(10%)和PAM(0.1%)投加量分別為1.2mL˙L-1和0.9mL˙L-1,絮凝30min,實現(xiàn)了C、N、S的同步去除,出水指標達到并優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287—2012)的直接排放標準,且連續(xù)半年運行表明,工藝穩(wěn)定.具體工藝流程如圖1所示。　

圖1中試系統(tǒng)工藝流程圖

　　
　　1.2UASB反應器
　　
　　1.2.1中試裝置
　　

　　UASB為目前應用廣泛的高效厭氧反應器之一,優(yōu)于普通水解酸化池.反應器由污泥反應區(qū)、氣液固三相分離器、沉淀區(qū)和氣室組成,具體如圖2所示.反應器規(guī)格為2m×2m×5m(長×寬×高),均分為4個單元,有效容積18m3,   三相分離器(共4個)高0.8m,集氣罩斜面坡度60°,沉淀區(qū)斜面高度0.4m、坡度55°,布水區(qū)高0.8m,超高0.4m,設計進水流量1m3,即水力負荷0.25m3˙m-2˙h-1.

       由提升泵抽取,從底部分兩道進水,并采用環(huán)形均勻布水方式,具體如圖2中底視圖所示.接種污泥取自蘇州某污水廠二沉池含水率82%的剩余污泥,接種量15g˙L-1.反應器先采用低負荷啟動,原水經(jīng)自來水稀釋至CODCr為200mg˙L-1,用硫酸調(diào)節(jié)pH為7.0~8.0,以0.6m3˙h-1連續(xù)進水,5d后逐步減少自來水用量,提高進水COD,經(jīng)過15d馴化,松散污泥轉變?yōu)樾鯛钗勰?再以原水作為進水,以正常負荷啟動,并逐步提高水力負荷至設計值0.25m3˙m-2˙h-1,經(jīng)過40d培養(yǎng),形成了顆粒污泥,粒徑為0.9~3.5mm,沉降性良好,MLVSS約48g˙L-1,VSS/SS為0.51,CODCr去除率為35%~41%,即反應器啟動成功.由于進水水溫為30~40℃,反應器內(nèi)能夠達到中溫消化所需的溫度.

　　
　　
　　
　　圖2UASB反應器示意圖(a.剖視圖,b.頂視圖,c.底視圖;1.進水,2.污泥層,3.懸浮層,4.三相分離器,5.沉淀區(qū),6.出水,7.氣體)
　　
　　1.2.2小試裝置
　　
　　小試反應器采用有機玻璃自制,尺寸為15cm×100cm(直徑×高度),外置加熱棒于水中進行水浴加熱,控制為中溫消化,接種污泥取自中試UASB反應器內(nèi)已培養(yǎng)好的顆粒污泥,溫度控制與污泥濃度同中試UASB反應器.由于小試反應器接種污泥取自已培養(yǎng)好的顆粒污泥,因此,無需長時間菌種培養(yǎng).進水取自中試系統(tǒng)進水,調(diào)節(jié)pH為7.0~8.0,連續(xù)運行5d,出水即達到了中試UASB反應器的出水標準,啟動成功.
　　
　　1.3檢測方法
　　
　　1.3.1常規(guī)指標檢測
　　
　　COD、色度、NH4+-N、TN、TKN、NO3--N、NO2--N、S2-、SO42-、SS、TP測定按國家環(huán)?？偩职l(fā)布的《水和廢水監(jiān)測分析方法》(第4版)進行;溫度、pH采用便攜式測定儀(HACH,America,SensION1)測定;BOD5測定采用BOD快速測定儀(HACH,America,TrakTMⅡ);對于S0的測定,有研究得出可以采用液相色譜法和分光光度法,本文采用分光光度法.
　　
　　1.3.2微生物檢測
　　
　　污泥樣品取自中試UASB反應器污泥層,取樣后裝入無菌袋密封,利用實時熒光定量PCR,并委托上海歐易公司采用454高通量測序技術進行微生物菌群鑒定,實驗流程為：
　　
　　①DNA提?。菏褂肊.Z.N.ASoilDNA試劑盒(OMEGA公司)抽提基因組DNA,并用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測抽提DNA完整性;
　　
　　②PCR擴增：按指定測序區(qū)域合成帶有5′454A、B接頭-特異引物3′的融合引物,PCR儀為ABIGeneAmp9700型,采用TransGenTransStartFastpfuDNAPolymeraseAP221-02型聚合酶,每個樣品3個重復,將同一樣品PCR產(chǎn)物混合后用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測,并AXYGEN公司的AxyPrepDNA凝膠回收試劑盒切膠回收,Tris-HCl洗脫;
　　
　　③熒光定量：參照電泳檢測結果,將PCR產(chǎn)物用QuantiFluorTM-ST熒光定量系統(tǒng)(Promega公司)進行檢測定量,之后按照每個樣品測序量進行相應比例混合;EmPCR和RocheGSFLX+測序所用試劑分別為RocheGSFLXTitaniumEmPCRKits(Lib-L)和RocheGSFLX+SequencingMethodManual_XLR70kit；
　　
　　④生物信息學分析：去除序列末端后引物和接頭序列、低質量堿基、barcode標簽序列、前引物序列,丟棄長度短于200bp、模糊堿基數(shù)>0、序列平均質量低于25的序列,提取非重復序列,與Silva數(shù)據(jù)庫中已比對的核糖體序列數(shù)據(jù)庫(16S/18S,SSU)進行比對,并采用Mothur軟件將OTU中序列與Silva數(shù)據(jù)庫比對,找出最相近且可信度達80%以上的種屬信息.
　　

　　結果與討論

　　
　　通過數(shù)據(jù)分析及菌種鑒定,確定UASB反應器內(nèi)氮、硫去除機理為硫酸鹽還原、厭氧氨化、同步脫硫反硝化、硝化反硝化,具體可理解為：廢水中SO42-進入UASB反應器后在厭氧狀態(tài)下由硫酸鹽還原菌還原成S2-,同時脫出O,脫出的O可能被硝化菌捕捉參與硝化反應,使NH4+-N氧化分解,造成反應前期NO2--N、NO3--N增加,但由于氨化作用的存在,NH4+-N并未出現(xiàn)下降,而后,部分NO2--N、NO3--N在反硝化細菌作用下還原成N2,造成反應后期NO2--N、NO3--N下降和TN去除,部分NO3--N又與S2-發(fā)生同步脫硫反硝化,生成N2和S0,使TN進一步去除及S2-減少。
　　
　　同時,反應器內(nèi)存在多種具有水解酸化作用的優(yōu)勢菌種,這些異養(yǎng)型菌對去除COD起到了很大作用.硫酸鹽還原菌與反硝化細菌也屬于異養(yǎng)型菌,它們在發(fā)揮各自特有功能的同時,對COD去除也做出了一定貢獻,或者說促進了COD的去除.
　　

　　利用微生物缺氧好氧-混凝沉淀組合工藝，解決印染廢水生化性能低問題，并可降低印染廢水COD。此實驗項目從印染廢水生物法結合中試、小試觀察印染廢水中不同成分反應情況。印染廢水處理工藝還需要后期持續(xù)進行方案優(yōu)化，如果有印染廢水相關問題，可以隨時撥打安峰環(huán)保熱線：