农村改厕生活污水收集处理设备《资讯》

农村改厕生活污水收集处理设备

核心提示：农村改厕生活污水收集处理设备，生活污水、医疗污水、餐饮污水、屠宰污水、养殖污水、喷涂污水、洗涤污水、塑料清洗污水、食品污水及类似的工业污水等。农村改厕生活污水收集处理设备　　本研究在长三角地区选择某一采用SBR处理工艺的污水处理厂(HZJ), 研究污水处理厂微生物气溶胶逸散的特征.该污水处理厂处理规模为5.5×104 m3 ·d-1, 服务区域17.15 km2.污水经过粗格栅后经水泵提升进入细格栅、曝气沉砂池, 随后进入生化池, 处理后的水经消毒池消毒后达标排放, 剩余污泥经带式压滤机脱水后外运.格栅间及污泥脱水间产生的臭味气体经管道输送至生物除臭反应器进行处理.采样时的环境条件列于表 1　　采样点包括粗格栅(Z2)、细格栅(Z3)、曝气沉砂池(Z4)、生化处理池(Z5)、贮泥池(Z8)和污泥脱水间(Z9)以及上、下风向厂界(Z1、Z10)(图 1).所有采样点设置在距离地面1.5 m处, 在生化池水面(Z6)及距离水面3 m(Z7)处也设置采样点.生物除臭反应器的采样点(Z11)设置在排气口.

1.2 分析方法　　利用总悬浮颗粒物(TSP)采样器(TH-150, 武汉天虹, 中国)采集空气中的微生物气溶胶.滤膜材料为玻璃纤维, 可捕获粒径在0.1~6 μm范围的粒子.气体流速为100 L ·min-1, 采样时间4 h.采样后将滤膜取出, 放入样品箱保存.将滤膜剪碎, 加入40 mL无菌水4℃振荡2 h.取200 μL振荡悬浮液涂布于LB培养基(奥博星, 中国), 30℃培养48 h.根据采样体积和平板计数的结果, 利用式(1)计算空气中微生物气溶胶的浓度.(1)式中, c为空气中微生物气溶胶浓度(CFU ·m-3), N为细菌菌落数(CFU), V为采样体积(m3).　　使用Power Soil DNA Isolation Kit试剂盒(MOBIO, USA)提取细菌DNA, 并用1%琼脂糖凝胶电泳(电压120 V, 时间15 min)检测DNA提取质量.利用引物338F和806R对细菌16S rRNA的V3~V4可变区进行PCR扩增, PCR产物经过纯化、Tris-HCl洗脱和2%琼脂糖电泳检测后, 利用Illumina MiSeq平台(Illumina, San Diego, USA)将纯化后的扩增片段构建PE 2×300的文库, 完成高通量测序(Illumina, MiSeq PE300平台, USA).原始测序序列去杂后, 利用QIME软件计算细菌群落丰度.采样时的温湿度、光照及风速分别采用手持式智能温湿度记录仪(179-TH, USA)、光照度计(DeltaOHM HD2302, Italy)和风速仪(DeltaOHM HD2303.0, Italy)进行监测.利用SPSS 21.0软件对微生物气溶胶的逸散与环境因素之间的相关性进行分析.2 结果与讨论2.1 微生物气溶胶逸散特征2.1.1 微生物气溶胶逸散水平污水处理各个工艺段均有细菌气溶胶逸散, 浓度范围为82~1 525 CFU ·m-3(图 2).其中粗格栅(102~970 CFU ·m-3)、生化池(339~747 CFU ·m-3)以及污泥脱水间(605~1 525 CFU ·m-3)逸散得最多, 是该污水处理厂细菌气溶胶的主要逸散源.在粗格栅工艺段设有格栅机, 利用金属栅条拦截进水中较大的悬浮物及杂质.生化池采用微孔曝气, 满足好氧微生物所需要的氧量以及混合污水与活性污泥.由于格栅机的转动和生化池充氧曝气, 扰动水面形成大量的水滴或飞沫.水体中的微生物随水滴或飞沫从水体表层进入空气中, 形成微生物气溶胶.该污水处理厂采用带式压滤机将污泥含水率减至80%以下, 在脱水过程中污泥中的微生物很容易逸散到空气中.此外, 污泥脱水设施建在室内, 空间相对密闭, 通风性较差, 易于微生物气溶胶在污泥脱水间空气中的积累.以往的研究也显示粗格栅、生化池和污泥脱水间是污水处理厂细菌气溶胶的主要来源. Szy?ak-Szyd?owski等在粗格栅检测到的细菌浓度为1.1×104 CFU ·m-3, Niazi等在生化池检测到有1973 CFU ·m-3的细菌气溶胶逸散, 而邱雄辉等在泥脱水间检测到细菌气溶胶浓度最高, 达到7 866 CFU ·m-3.(1) 以A/O除磷出水为基质启动CANON生物滤柱, 第17 d氨氮去除率大于90%, CANON工艺启动成功, 稳定运行后氨氮去除率大于95%, 总氮去除率在75%左右, 存在NOB过量增殖的现象, 最大出水总氮浓度为13.0 mg·L-1, 超过了北京市地标一级A排放标准.　　(2) 以A/O生物除磷出水外加少量碳源成功启动SNAD生物滤柱, 氨氮去除率达到97%, 总氮去除率达到85%, 出水总氮在7 mg·L-1以下, 与CANON工艺相比, SNAD工艺提高了总氮去除率, 降低出水总氮6 mg·L-1左右, 使出水达到北京市地标一级A标准.

(3) SNAD运行过程中, 由于碳源的加入导致异养菌生长速率过快, 滤柱堵塞, 通过反冲洗可以洗脱反应器中部分异养菌, 缓解反应器内异养菌过量增殖的趋势, 维持系统的稳定运行.　随着我国经济快速发展及城镇化速度的加快, 城市污水处理厂的数量逐渐增加, 截至2016年年底, 我国已建成城市污水处理厂3 500座.污水中含有大量的细菌、真菌、致病菌、病毒和过敏原等, 污水处理过程中, 由于机械运转、充氧等扰动水面, 使水中的微生物逸散到空气中, 形成微生物气溶胶.污水预处理、曝气生化处理及污泥处理是污水处理厂微生物气溶胶的主要逸散过程, Fathi等在生化池附近检测到大量的细菌气溶胶(741~2 817 CFU ·m-3), Li等在污泥浓缩池检测到的细菌气溶胶浓度最高(1 697 CFU ·m-3).污水处理厂微生物气溶胶的逸散受多种环境因素的影响, 如光照、温度、相对湿度、风速等.污水处理过程逸散的微生物气溶胶通常包含多种微生物且粒径较小, 极易通过吸入或皮肤接触进入到人体, 对人体健康造成危害[8].随着空气的流动扩散到周边, 导致区域性的影响.　　SBR是一种典型的污水处理工艺, 广泛用于污水处理.本研究在某座采用SBR工艺的城市污水处理厂设置采样点, 监测污水处理各工艺段微生物气溶胶的逸散水平和种类, 解析污水处理厂微生物气溶胶的主要来源, 研究温湿度、光照、风速等环境因子对微生物气溶胶的逸散水平的影响及相关性, 以期为有效削减和控制污水处理厂微生物气溶胶提供科学依据.生物特性研究　　由图 6可知, 随着反应器的运行, 生物量成比例逐渐增加, 在125 d时生物量增加至26 mg·g-1. 127 d将进水变更为外加30 mg·L-1葡萄糖的A/O除磷工艺出水, 添加有机物后, 微生物生长速率明显升高, 生物膜增长速度变快, 可能是由于有机物为异养菌生长提供基质, 异养菌活性增强, 增殖速度加快.过量的有机物浓度可能会抑制厌氧氨氧化菌的活性, 而适量的有机物可以为微生物提供生长必须的元素, 促进微生物代谢, 加快微生物生长.并且促进微生物分泌胞外聚合物, 使微生物在填料上生长更加稳定.在第190 d时, 生物量达到47 mg·g-1, 随后对反应器进行反冲洗, 反冲洗过后, 生物量下降至29 mg·g-1.反冲洗过后, 生物膜增长速率依然较快, 说明反冲洗对微生物正常代谢没有较大影响.　　微生物反应速率可以反映出反应器中各个种类微生物的生长情况, 单位(以N/MLSS计, 下同)kg·(kg·d)-1.由图 6可以看出, 在CANON工艺启动阶段, 短程硝化速率保持在2~2.6 kg·(kg·d)-1左右, 说明亚硝化菌对A/O除磷出水适应良好, 生活污水的低氨氮浓度对其没有较大影响.加入有机碳源后, 短程硝化速率下降至1.6 kg·(kg·d)-1, 随后对反应器进行反冲洗, 短程硝化速率恢复至2.2 kg·(kg·d)-1, 反冲洗对亚硝化菌影响较小.　　反应器启动初期硝化速率为0.15 kg·(kg·d)-1, 随反应器的运行逐渐升高, 第125 d时升高至0.55 kg·(kg·d)-1, 仅依靠控制DO浓度无法完全抑制NOB的生长.反冲洗过后, 硝化速率减少至0.35 kg·(kg·d)-1, 说明反冲洗对NOB的生长有抑制作用, 可以通过反冲洗作用抑制NOB的活性, 维持系统稳定运行.　　CANON工艺启动及稳定运行阶段, 厌氧氨氧化菌反应速率在7.0 kg·(kg·d)-1左右, 处于较高水平, 厌氧氨氧化反应处于主导地位, 外加碳源运行一段时间后, 厌氧氨氧化速率降低至4.3 kg·(kg·d)-1, 虽然有所降低但依然处于主导地位, 可以与反硝化菌, AOB协同作用.反冲洗过后, 厌氧氨氧化速率升高至6.3 kg·(kg·d)-1, 反冲洗对厌氧氨氧化菌影响较小并且可以恢复厌氧氨氧化活性.

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