天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院處理石化廢水廠(chǎng)尾水實(shí)驗(yàn)

天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院采購(gòu)北京同林3S-T10實(shí)驗(yàn)用臭氧發(fā)生器和3S-J5000臭氧檢測(cè)儀進(jìn)行O3-BAC深度處理石化廢水廠(chǎng)尾水特性及菌群結(jié)構(gòu)分析，效果反饋良好。

以為已發(fā)布的實(shí)驗(yàn)論文。

　石油化工廢水(石化廢水)種類(lèi)繁多、成分復(fù)雜、污染物濃度較高、部分有機(jī)物具有生物或環(huán)境毒性、可生化性較差且水質(zhì)水量波動(dòng)大, 屬于較難處理的工業(yè)廢水, 對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重.石化廢水處理廠(chǎng)尾水可生化性較差, 主要為結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難被生物降解, 且具有一定的生物毒性的有機(jī)污染物.目前我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)日漸重視, 其中天津市《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 12599-2015)將COD排放濃度限值定為30 mg ·L-1.由此可見(jiàn), 亟需開(kāi)發(fā)適當(dāng)?shù)纳疃忍幚砑夹g(shù), 通過(guò)提升二級(jí)處理工藝的效能以提高出水水質(zhì), 來(lái)滿(mǎn)足排放要求.

　　石化廢水處理廠(chǎng)尾水中對(duì)COD貢獻(xiàn)較大的多為含不飽和鍵、難被生物降解的有毒有機(jī)物以及部分溶解性微生物產(chǎn)物, 這些物質(zhì)具有很強(qiáng)的環(huán)境毒性.直接采用傳統(tǒng)的生化深度處理工藝, 如曝氣生物濾池等, 很難有效大幅度提高出水水質(zhì).目前主要的石化廢水深度處理技術(shù)包括:超濾-反滲透、混凝-沉淀-過(guò)濾[7]、Fenton氧化、O3氧化和活性炭吸附等.采用超濾-反滲透工藝對(duì)石化廢水進(jìn)行深度處理, 出水水質(zhì)好, 但是成本較高; 混凝-沉淀-過(guò)濾工藝具有技術(shù)成熟、原理簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)和成本低, 但工藝對(duì)溶解性有機(jī)物處理效果有限, 易造成二次污染; Fenton氧化工藝具有反應(yīng)迅速、氧化徹底、所需構(gòu)筑物簡(jiǎn)單和占地面積小等特點(diǎn), 然而, Fenton工藝在研究過(guò)程中通常都需要通過(guò)投加化學(xué)藥劑調(diào)節(jié)處理廢水的pH, 不僅增加了工藝的復(fù)雜性, 同時(shí)也提高了處理成本. O3具有極強(qiáng)的氧化性能, 既具有將一些小分子有機(jī)物直接礦化, 還具有能將環(huán)烷烴類(lèi)、長(zhǎng)鏈醛酮類(lèi)、長(zhǎng)鏈酯類(lèi)等難降解大分子物質(zhì)降解為毒性小的小分子有機(jī)物, 從而有效地提高石化尾水的可生化性.雖然O3氧化特性明確、技術(shù)成熟, 但是由于O3在水處理中利用率較低, 且其氧化性能有限, 無(wú)法將石化廢水中難降解有機(jī)物完全礦化為CO2和H2O, 致使必須加大用量才能有效降低污染物濃度, 導(dǎo)致處理成本較高, 因此在大多數(shù)情況下, O3更適宜與生化處理技術(shù)配合使用, 以達(dá)到進(jìn)一步去除石化廢水中有機(jī)物的目的. O3-BAC工藝是先利用臭氧的氧化作用將難降解有機(jī)物氧化成易被微生物利用的有機(jī)物, 再利用BAC單元生物活性炭進(jìn)行吸附及微生物降解, 共同去除有機(jī)污染物的物化-生化處理工藝.該工藝具有吸附作用強(qiáng)、去除效率高、成本低及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn), 在廢水深度處理工藝中已被廣泛引用.

　　盡管近年來(lái)對(duì)于O3-BAC工藝研究已逐漸成熟, 但對(duì)于O3-BAC工藝深度處理石化尾水的機(jī)制探討還不夠深入, 尤其是對(duì)于O3氧化前后對(duì)BAC單元的微生態(tài)環(huán)境的影響研究得還不多.基于以上研究背景, 本實(shí)驗(yàn)以華北某石化企業(yè)污水處理廠(chǎng)尾水作為研究對(duì)象, 采用O3-BAC工藝進(jìn)行污水處理廠(chǎng)尾水的深度處理.分別從O3氧化前后水質(zhì)變化特性及分子生物學(xué)角度分析O3-BAC工藝深度處理石化尾水機(jī)制.同時(shí), 探討了O3氧化前后水質(zhì)變化對(duì)BAC單元微生態(tài)環(huán)境影響, 以期為O3-BAC工藝用于石化廢水尾水深度處理提供理論依據(jù)和技術(shù)支持.

　　1 材料與方法

    1.1 中試實(shí)驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)

　　整體實(shí)驗(yàn)裝置主要由兩個(gè)工藝組成, 分別是BAC工藝和O3-BAC工藝, 裝置示意圖如圖 1所示.通過(guò)兩個(gè)工藝對(duì)比分別考察了O3氧化對(duì)石化尾水中污染物特征及BAC單元中微生態(tài)環(huán)境的影響.其中, O3發(fā)生器選用3S-A10型（ 很新型為3S-T10）O3發(fā)生器(北京同林科技有限公司), 以氧氣作為氣源, O3產(chǎn)量 很大為10 g ·L-1, 進(jìn)氣流量為1 L ·min-1. O3濃度測(cè)定儀選用3S-J5000型氣態(tài)O3濃度測(cè)定儀(北京同林科技有限公司). O3接觸柱及O3緩沖柱主體材質(zhì)均為有機(jī)玻璃, 有效高度均為2.5 m, 內(nèi)徑均為200 mm, O3接觸柱底部設(shè)置鈦合金O3曝氣盤(pán). O3尾氣由內(nèi)部填充有活性炭的破壞器分解破壞. BAC柱主體材質(zhì)為有機(jī)玻璃, 填料為石油化工專(zhuān)用果殼活性炭, 粒徑2~4 mm, 活性炭層有效高度為2.5 m, 內(nèi)徑為200 mm.前期實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了O3投加量、停留時(shí)間及生物活性炭柱運(yùn)行條件分別為: O3接觸時(shí)間為40 min, O3投加量為20 mg ·L-1, BAC單元空床停留時(shí)間為1.5 h.

　　圖 1

 

1.進(jìn)水水箱; 2.提升泵; 3.O3濃度測(cè)定儀; 4.O3發(fā)生器; 5.O3接觸柱; 6.O3緩沖柱; 7.流量計(jì); 8.BAC柱; 9.O3尾氣破壞器; 10.出水水箱圖 1 實(shí)驗(yàn)裝置示意

　　1.2 實(shí)驗(yàn)用水

　　本實(shí)驗(yàn)用水為華北某石化綜合污水處理廠(chǎng)凈化車(chē)間生化處理尾水, 該凈化車(chē)間的設(shè)計(jì)運(yùn)行能力為1.32萬(wàn)m3 ·d-1, 進(jìn)水主要為煉油常減壓電脫鹽廢水, 車(chē)間污水處理主要工藝是二級(jí)氣浮-二級(jí)曝氣工藝, 出水基本滿(mǎn)足《石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31571-2015)的要求.實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)如表 1所示.

　　表 1 實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)水水質(zhì)

 

　　1.3 分析方法

　　GC-MS測(cè)試方法:水樣預(yù)處理采用李文錦的研究方法, 之后經(jīng)GC-MS聯(lián)用儀定性分析(Agilent 7890A-5975C, 美國(guó)安捷倫科技有限公司), 所測(cè)得圖譜與NIST質(zhì)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比獲得樣品信息.毛細(xì)色譜柱采用HP-5 MS型.升溫程序?yàn)?初始溫度60℃保持3 min, 以8℃ ·min-1的速率升溫至300℃, 保持3 min, 共計(jì)36 min; 溶劑延遲時(shí)間: 6 min; 進(jìn)樣口溫度: 260℃; 載氣:高純氦氣(>99.999%); 載氣流速: 0.7 mL ·min-1, 分流比1 :1;進(jìn)樣量: 1 μL; 檢測(cè)器溫度:300℃; 質(zhì)譜電離方式為電子轟擊源; 離子源溫度: 230℃, 四級(jí)桿溫度: 150℃, EI源為70 eV, 掃描所示.此外, 經(jīng)GC-MS分析, 水中含有烴類(lèi)和脂肪酸類(lèi)等物質(zhì)22種.

　　溶解性有機(jī)物相對(duì)分子量截留分布:采用Models 8050超濾杯(美國(guó)Millipore公司), 超濾杯有效容積50 mL, 有效過(guò)濾面積1.77×10-3 m2, 內(nèi)置磁力攪拌裝置, 采用壓力為0.1 MPa高純氮?dú)饧訅?將水樣調(diào)至中性, 經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾, 濾后水樣依次經(jīng)截留相對(duì)分子量分別為100×103、30×103、10×103、5×103和1×103的Millipore新型再生纖維素膜, 采用并聯(lián)方式超濾.分別測(cè)定各組分的NPOC, 以各組分NPOC占未超濾組分NPOC的百分比確定各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

　　菌群結(jié)構(gòu)分析: BAC填料上生物膜(0.5 g)的菌群結(jié)構(gòu)基于16S rDNA基因的V3~V4區(qū)DNA序列PCR擴(kuò)增與高通量測(cè)序技術(shù)進(jìn)行分析, 所用擴(kuò)增引物分別為338F(ACTCCTACGGGAGGCAGCAG)和806R(GGACTACHVGGGTWTCTAAT)(北京奧維森基因科技有限公司)[12].使用Usearch軟件(版本8.1.1831)進(jìn)行OTU聚類(lèi), 聚類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為97%相似, 基于前述OTU聚類(lèi)結(jié)果, 調(diào)用Mothur軟件(版本1.30.1), 計(jì)算各個(gè)樣品Shannon指數(shù)、Chao1指數(shù)、ACE指數(shù)、Simpson指數(shù)、蓋度.采用RDPclassifier軟件(版本2.12)將前述各樣品合格序列進(jìn)行物種分類(lèi)操作, 閾值設(shè)置為0.8, 低于該閾值的分類(lèi)結(jié)果被劃歸為unclassified一類(lèi).分類(lèi)完成后采用自寫(xiě)perl腳本統(tǒng)計(jì)各物種門(mén)和屬比例并繪制柱狀圖.

　　其他分析方法: O3發(fā)生器產(chǎn)氣及O3尾氣的濃度利用3S-J5000型氣相O3濃度檢測(cè)儀在線(xiàn)測(cè)定(測(cè)量范圍0.001~800 mg ·L-1, 精度0.001 mg ·L-1), O3柱出水中的O3濃度采用FIX550-DO3-W型液相O3濃度檢測(cè)儀測(cè)定(測(cè)量范圍0.5~20 mg ·L-1, 精度0.01 mg ·L-1), 兩種儀器在測(cè)試前先通過(guò)碘量法[13]進(jìn)行校準(zhǔn); COD采用重鉻酸鉀法測(cè)定(HJ 828-2017); UV254采用分光光度法測(cè)定(GB/T 5750.11-2006); NPOC采用TOC-L分析儀測(cè)定(HJ 501-2009); TN采用凱氏定氮法(HJ 717-2014); NH4+-N采用納氏試劑分光光度法(GB 7479-87); BOD5采用稀釋接種法(GB 7488-1987); pH采用玻璃電極檢測(cè)法(GB/T 6920-1986).

　　2 結(jié)果與討論

    2.1 COD及UV254的去除

　　為解決單純O3氧化礦化度不高, 中間產(chǎn)物致使出水COD濃度較高的問(wèn)題, 在O3氧化預(yù)處理單元后連接BAC單元. O3氧化后生成的小分子更易被活性炭吸附, 并 很終由附著在其上的微生物所降解, 此外活性炭層還具有一定的過(guò)濾作用, 既具備化學(xué)氧化的有效性, 又有生物處理的經(jīng)濟(jì)性. O3-BAC工藝對(duì)石化污水處理廠(chǎng)尾水COD及UV254去除的影響如圖 2所示.

　　圖 2

 

圖 2 O3-BAC工藝對(duì)COD及UV254的去除情況

　　由圖 2(a)可知, 進(jìn)水COD濃度在40 mg ·L-1左右, O3預(yù)處理單元出水COD濃度約32 mg ·L-1, 經(jīng)過(guò)O3處理單元的處理, COD約去除8 mg ·L-1, 水質(zhì)可生化性由0.09提高到了0.28. Schepper等的研究表明O3不僅可以將難降解、大分子有機(jī)物氧化為易降解、小分子有機(jī)物, 同時(shí)還可以通過(guò)化學(xué)氧化的方式氧化部分COD.尾水經(jīng)O3氧化后, 通過(guò)BAC單元, 前13d由于反應(yīng)器活性炭的吸附作用, 去除了大量的COD, 出水穩(wěn)定在17 mg ·L-1左右, 而隨著活性炭吸附能力下降, BAC單元的出水COD增加到24 mg ·L-1左右, 并趨于穩(wěn)定.相對(duì)于單獨(dú)BAC單元出水COD下降了4.6 mg ·L-1, 由此證明O3氧化可發(fā)揮預(yù)處理的作用, 有效改善廢水的可生化性, 提高后續(xù)BAC處理單元對(duì)COD的去除效率.裝置穩(wěn)定后O3-BAC工藝對(duì)COD的去除率為40.4%, 相對(duì)于單獨(dú)BAC工藝去除率提高10.0%, 其中O3氧化對(duì)COD去除的貢獻(xiàn)率為49.0%, BAC處理單元對(duì)COD去除的貢獻(xiàn)率為51.0%, 可見(jiàn)O3氧化效果已較為充分.

　　UV254可有效地表征石化廢水中難降解有機(jī)物(酚類(lèi)、芳香醛、多環(huán)芳烴等含苯環(huán)及共軛鍵結(jié)構(gòu)物質(zhì))在廢水中的濃度.O3-BAC工藝對(duì)石化污水處理廠(chǎng)尾水UV254的去除效果如圖 2(b)所示.從中可知, 進(jìn)水UV254的平均值為0.290 cm-1, 穩(wěn)定后O3氧化單元出水UV254的平均值為0.198 cm-1, BAC生化處理出水UV254的平均值為0.129 cm-1.裝置穩(wěn)定后O3-BAC工藝對(duì)UV254的去除率為55.1%, 其中O3氧化的貢獻(xiàn)率為57.0%, BAC的貢獻(xiàn)率為43.0%, O3氧化是去除UV254的主要單元.此外, 石化污水處理廠(chǎng)尾水UV254經(jīng)O3預(yù)氧化后已經(jīng)明顯降低, 大多數(shù)有機(jī)物的不飽和鍵結(jié)構(gòu)被破壞, O3預(yù)氧化起到了改善有機(jī)物結(jié)構(gòu)的作用.

　　有研究表明, UV254與COD有一定的相關(guān)性, UV254值越小, 可生化性就越強(qiáng), 水中復(fù)雜有機(jī)物分解及去除效果就越好.對(duì)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行COD與UV254之間離散關(guān)系分析如圖 3所示, 并得出相關(guān)系數(shù)為0.89, 說(shuō)明COD與UV254之間具有強(qiáng)相關(guān)性.

　　圖 3

 

圖 3 COD與UV254之間離散關(guān)系

　　2.2 O3-BAC工藝對(duì)廢水分子量分布的影響

　　O3投加主要是通過(guò)改變水質(zhì)的有機(jī)物分子量分布, 使大分子、難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)物, 同時(shí)提高水質(zhì)的可生化性, 圖 4為不同工藝對(duì)石化污水處理廠(chǎng)尾水相對(duì)分子質(zhì)量分布的影響.

　　由圖 4(a)可得, 單獨(dú)BAC工藝對(duì)于有機(jī)物的相對(duì)分子質(zhì)量分布沒(méi)有太大影響, 其可生化性并沒(méi)有得到很大的改善, 而對(duì)于經(jīng)過(guò)O3氧化的O3單元及O3-BAC工藝的出水水質(zhì)中的分子量分布有較大的改變.其中, 相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的比例由進(jìn)水的69.0%分別提高到了87.0%(O3出水)和82.0%(O3-BAC出水), O3氧化主要起到將相對(duì)分子質(zhì)量>1×103的難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為更易被微生物利用的小分子物質(zhì), 同時(shí)還可能改變有機(jī)物的表面官能團(tuán)及親疏水性, 進(jìn)而增加其被后置的BAC單元吸附的作用.因此, 在O3-BAC工藝中相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的比例較O3出水單元略低. O3-BAC工藝則將二者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合, 對(duì)大分子及小分子有機(jī)物均有較好的去除效果.相較于單獨(dú)BAC處理, O3-BAC工藝對(duì)各級(jí)分子量對(duì)應(yīng)的有機(jī)物去除率分別提升10.0%、39.0%、60.0%、56.0%、49.0%和59.0%, O3-BAC工藝對(duì)石化污水處理廠(chǎng)尾水水質(zhì)改善效果十分明顯.

　　圖 4

 

圖 4 不同工藝對(duì)石化尾水相對(duì)分子質(zhì)量分布比例及NPOC濃度的影響

　　由圖 4(b)可得, NPOC在O3單元、單獨(dú)BAC單元和O3-BAC工藝的去除率分別為27.9%、22.9%和45.8%.其中, O3氧化后NPOC各分子量組分都有所減少, 說(shuō)明O3不僅可以將大分子難降解有機(jī)物裂解為小分子有機(jī)物, 同時(shí)還可以將部分有機(jī)物直接礦化為CO2和H2O[20].經(jīng)O3氧化后, 在BAC單元中主要是相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的去除, 其他分子量組分并沒(méi)有太大變化.因此, 在BAC單元, 總NPOC去除主要由相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的去除所貢獻(xiàn), 約貢獻(xiàn)99%.

　　2.3 特征污染物種類(lèi)分析

　　進(jìn)一步對(duì)O3氧化前后的水質(zhì)進(jìn)行了GC-MS儀定性分析, 其氣相色譜圖如圖 5所示.經(jīng)O3氧化后, 峰的數(shù)量及峰高都有明顯的下降, 經(jīng)過(guò)對(duì)照MS數(shù)據(jù)庫(kù)分析, 18 min之前出的峰對(duì)應(yīng)的物質(zhì)為含量較少的含硅雜質(zhì), 除鄰苯二甲酸二丁酯外, 其余物質(zhì)含量較低, 間接驗(yàn)證出水水質(zhì)改善效果較為理想.尾水及O3氧化后出水物質(zhì)種類(lèi)及結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息如表 2所示.其中尾水中多為不飽和鍵有機(jī)物約占55.0%, 主要為烷烴類(lèi)、不飽和酯類(lèi)及酚類(lèi)為主, 這些物質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 難被生物降解, 且具有一定的生物毒性.經(jīng)O3-BAC工藝處理后這些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物得到明顯的去除, 同時(shí)也說(shuō)明了經(jīng)O3-BAC工藝處理后出水水質(zhì)得到明顯改善.

　　圖 5

 

圖 5 O3-BAC工藝前后出水GC-MS譜圖

　表 2 石化尾水O3-BAC處理前后主要有機(jī)物統(tǒng)計(jì)情況

　　2.4 O3氧化對(duì)BAC單元微生態(tài)環(huán)境的影響

　　石化尾水中含有大量的難降解, 毒性的有機(jī)物, 分別對(duì)O3氧化后及單獨(dú)BAC填料中微生物進(jìn)行16S rDNA測(cè)定, 考察O3氧化對(duì)于BAC填料中微生態(tài)環(huán)境的影響. 表 3為BAC工藝與O3-BAC工藝中BAC內(nèi)生物膜樣品的測(cè)序結(jié)果.其中豐富度指數(shù)Chao1是估計(jì)群落中含有OUT數(shù)目的指數(shù), 生態(tài)學(xué)中常用來(lái)估計(jì)物種總數(shù).多樣性指數(shù)Shannon用來(lái)估計(jì)群落中OUT多樣性高低的群落多樣性指數(shù), Shannon值越大說(shuō)明群落多樣性越高.從表 3數(shù)據(jù)可以看出, BAC工藝與O3-BAC工藝中微生物的物種多樣性相差并不大, 說(shuō)明O3的投加, 對(duì)于BAC柱中微生物的物種多樣性影響并不大.通過(guò)前期的實(shí)驗(yàn)得出, 在O3接觸時(shí)間為40 min, 投加量為20 mg ·L-1時(shí), 臭氧的利用率為100%.因此, O3并不會(huì)進(jìn)入到BAC單元對(duì)其微生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用.

 

　　表 3 細(xì)菌種群多樣性指數(shù)特征

　　進(jìn)一步對(duì)微生物物種分別在門(mén)、目和屬水平的豐度進(jìn)行了測(cè)定.在門(mén)的水平(圖 6), 主要的8種細(xì)菌(門(mén))為Proteobacteria、Acidobacteria、Chloroflexi、Nitrospirae、Bacteroidetes、Planctomycetes、Armatimonadetes和Parcubacteria.其中, Proteobacteria和Acidobacteria為BAC工藝與O3-BAC工藝的共同優(yōu)勢(shì)菌門(mén), 兩種菌門(mén)的總和高達(dá)64.0%和73.0%.然而, 在有O3條件下Chloroflexi和Nitrospirae的相對(duì)豐度顯著減小, 從13.2%減少到了5.6%.這可能與O3將一些大分子、難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易被生物降解的小分子物質(zhì)有關(guān).相反, Proteobacteria與Bacteroidetes的豐度分別從47.7%增加到58.7%和從2.9%增加到了5.5%.這可能與尾水中毒性有機(jī)污染物的減少有關(guān).為了進(jìn)一步分析O3對(duì)菌群結(jié)構(gòu)的影響, 分析了菌落結(jié)構(gòu)在屬水平上[圖 6(b)]的變化情況.

　　圖 6

 

僅列出大于1.0%的數(shù)據(jù)圖 6 BAC和O3-BAC生物群落的相對(duì)豐度

　　屬水平上, 未經(jīng)O3氧化的BAC填料微生物中豐度在1.0%以上的主要有6種菌, 分別包括Blastocatella、Leptospirillum、Nitrospira、Hyphomicrobium、Pseudomonas和Denitratisoma.而經(jīng)過(guò)O3氧化后, 豐度在1.0%以上的微生物有11種菌, 分別為Blastocatella、Nitrospira、Bdellovibrio、Pseudomonas、Hyphomicrobium、Parvularcula、Woodsholea、Pedomicrobium、Chryseolinea和Azoarcus.其原因在于O3氧化前的石化尾水中含有大量有毒物質(zhì)(圖 5)抑制了微生物的生長(zhǎng), 在經(jīng)O3氧化后水質(zhì)明顯改善, 主要微生物種類(lèi)明顯增加.結(jié)果表明O3氧化后可以改善水質(zhì)進(jìn)而改善BAC單元的微生態(tài)環(huán)境.

　　同時(shí), 硝化螺菌屬Nitrospira、Hyphomicrobium和假單胞菌Pseudomonas的豐度均有所增加, 而B(niǎo)lastocatella、Denitratisoma和Leptospirillum的豐度有所減少.其中, 硝化螺菌屬Nitrospira是硝化細(xì)菌的一種, 氧化亞硝酸鹽生成硝酸鹽, 在氧化亞硝酸鹽過(guò)程中獲得能源, 石化廢水具有一定的生物毒性, 尤其是對(duì)于硝化細(xì)菌的抑制作用較為明顯, 經(jīng)O3氧化后石化尾水水質(zhì)得到改善, 因此BAC單元中硝化細(xì)菌的豐度會(huì)有所增加, 從1.7%增加到了2.6%.假單胞菌Pseudomonas可通過(guò)生物吸附及生物降解作用去除廣范圍的有機(jī)物, 如酚、對(duì)硝基酚、菲、苯及其他石油烴類(lèi), 如正烷烴、芳香烴和多環(huán)芳烴.經(jīng)O3氧化的BAC單元填料上豐度由1.2%增加到1.6%. Hyphomicrobium既是烴類(lèi)降解菌也是反硝化細(xì)菌, 在經(jīng)O3氧化的BAC單元填料上豐度由1.2%增加到1.5%.假單胞菌Pseudomonas與菌Hyphomicrobium的增加都說(shuō)明石化尾水具有一定的毒性作用, 而經(jīng)過(guò)臭氧氧化后水質(zhì)得到改善, 水質(zhì)毒性下降. Blastocatella是一種缺氧的化能異養(yǎng)菌, 并且具有嚴(yán)格的呼吸代謝類(lèi)型, 因此在O3存在時(shí)豐度從10.9%減少到9.1%.

　　3 結(jié)論

　　(1) O3-BAC工藝出水COD為24 mg ·L-1, 平均去除率為40.4%, 相對(duì)于單獨(dú)BAC工藝去除率提高10%, UV254的平均去除率為55.1%, 出水水質(zhì)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn), 該工藝可作為該廠(chǎng)石化尾水深度處理工藝.同時(shí)得出COD與UV254之間具有強(qiáng)相關(guān)性, 相關(guān)系數(shù)R2為0.89.

　　(2) O3氧化后相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的比例由69.0%提高到了87.0%, O3-BAC工藝中NPOC的去除率為45.8%, 較單獨(dú)BAC工藝提高23.0%, 且BAC單元的NPOC主要由相對(duì)分子質(zhì)量<1×103的組分減少所貢獻(xiàn), 表明O3氧化將大分子物質(zhì)降解成小分子物質(zhì), 且小分子物質(zhì)主要在BAC單元進(jìn)行去除.

　　(3) O3氧化后烷烴類(lèi)、不飽和酯類(lèi)及酚類(lèi)等有毒性難降解有機(jī)物得到明顯去除, 石化尾水水質(zhì)得到改善, BAC單元的微生物種類(lèi)(豐度在1%以上)由6種增加到了11種, 其中Nitrospira、Hyphomicrobium和Pseudomonas的豐度均有所增加, 表明O3氧化可以改善BAC單元的微生態(tài)環(huán)境從而提高有機(jī)物的去除.(來(lái)源：環(huán)境科學(xué) 作者： 張超)