外文翻譯--兩段式厭氧固定床反應器處理含愈創(chuàng)木酚廢水的研究 中文版.doc

兩段式厭氧固定床反應器處理含愈創(chuàng)木酚廢水的研究摘要：對兩段式厭氧固定床反應器處理含愈創(chuàng)木酚廢水的特性進行了研究。試驗結果表明，當水力停留時間(HRT)為24h時，廢水中的4種愈創(chuàng)木酚幾乎完全被去除。在處理過程中,兩個反應器內微生物的群落結構沒有明顯的變化。關鍵詞：厭氧處理；愈創(chuàng)木酚；固定床反應器1簡介傳統(tǒng)上，關注紙漿和造紙行業(yè)的排放一直側重于纖維沉積和氧氣的缺乏。然而，近幾年，興趣已經轉向了在廢水中有機氯化物對環(huán)境的影響，由于紙漿漂白是用含氯的化學品進行漂白的。許多低分子有機氯化物眾所周知是有毒的，生物積累，引起誘變并且具有持久性。因此重要的是避免將這些化合物釋放到環(huán)境中。采用曝氣活性污泥處理工藝的傳統(tǒng)好氧生物處理通常用于紙漿和造紙廠以消除生化需氧量（BOD）的排放。這種處理方法也去除了可吸收有機鹵化物的一個重要組成部分。這種可吸收有機鹵化物的去除率的變化范圍在20%60%之間，已經眾所周知。然而，好氧生物處理通常對多氯聯苯化合物有負面的影響。在有氧條件下，愈創(chuàng)木基和苯酚能被甲基化成相應的苯甲醚和鄰苯二甲醚。其是更對生物降解有抵抗力和在魚的體內生物積累具有更高的潛力。許多揮發(fā)性氯代有機化合物，如氯仿，很可能是從廢水被去除的，而不是生物降解，從而導致這些化合物無節(jié)制的排放進入環(huán)境。研究厭氧處理廠的漂白廢水表明這種處理方法相比，好氧處理有幾個方面的優(yōu)勢：多氯氯酚被去除重要的是，較高的可吸收有機鹵化物去除率和植物毒性氯酸鹽的去除。此外，厭氧處理應該是一個比好氧處理去除生化需氧量更具有顯著成本效益的方式，它提供一種將有機物有效的轉換成沼氣的方式，這種轉換可以維持在過程中。2材料與方法2.1含有愈創(chuàng)木酚的綜合廢水綜合廢水包含4-CG,4,5-DCG,4,5,6-TriCG,和TeCG的混合物。廢水中提供0.2克酵母菌，0.1克NH4Cl,27毫克KH2PO4,25毫克MgSO47H2O,11.3毫克CaCl2,2.8毫克FeSO4H2O,5.5毫克MnCl2H2O,0.68毫克ZnCl2,1.2毫克CoCl26H2O,1.2毫克NiSO44H2O,0.025毫克Na2MoO42H2O和0.026毫克Na2SeO35H2O。在綜合廢水中所有四個愈創(chuàng)木酚集中在一起的大小為0.05毫米。作為電子供體的葡萄糖作為厭氧脫氯使用。這種化合物添加到綜合廢水中，其數值相當于每升水中1000毫克COD的量2.2厭氧消化污泥厭氧消化污泥來源于在韓國的大田污水處理廠的3500m3的厭氧消化反應器（運行了10年的水力停留時間為25天）。污泥儲存在4在不透氣的塑料容器，有效期最長時間為5個月。在試驗中，每升厭氧污泥中17.4克的揮發(fā)性懸浮固體被消耗。2.3反應器的設計和運行兩個相同的反應器（R1和R2），作為厭氧固定床反應器和聚氯乙烯的構造，被用于研究中。每個反應器的直徑為7.0厘米，從進口到出口的高度為48.0厘米。這提供了1.4升的一個有效的反應器容積。實驗的同時，污泥深度約為34.0厘米。在水力停留時間內操作反應器，主要依據于12或者24小時內液體的流量，控制于室溫30C。漂白工業(yè)廢水的PH值被監(jiān)測并且用硫酸將PH值調整到7.5。反應器內充滿了陶瓷球（直徑約為5毫米），支撐中期的厭氧消化污泥。廢水通過提升泵到達系統(tǒng)。最初，該反應器接種了厭氧消化污泥，然后啟動并且以很低的進水速度運行了一星期（水力停留時間=48小時），使污水適應固定床厭氧反應器。2.4核酸提取和16sDNA的PCR擴增技術DNA被熱的十二烷基硫酸鈉所提取，并且使用苯酚-氯仿-異戊醇（25：24：1）將其純化，隨后采用酒精沉淀法；取大約100mg(鮮重)污泥，采用Oelmuller等的方案。適合DGGE分析的16S核糖體DNA片段使用兩個不同的引物對于不同的進化譜系（表1）；一個化合物被用于細菌范圍的一部分，另一個化合物被用于古菌的一部分。PCR產物的長度分別是585和624bp。最近，研究人員發(fā)現細菌引物組成的341F和907R此處提供了最可靠的結果。PCR擴增條件用于細菌引物以前曾被Muyzer等描述過。為了增加古菌基因，我們使用觸地得分方案，20個周期，溫度從71到61；退火溫度每兩個周期降低1。這一程序之后，15個額外周期在退火溫度為61。除了最初的變性步驟(94，5分鐘)，變性和退火階段的步驟是1分鐘長，而大多數聚合階段步驟是3分鐘長(唯一例外的是最后周期，10分鐘長)。表1本研究中使用引物的序列、目標點和特征2.5DGGE技術分析PCR產物DGGE被置于在恒定電壓200伏的電壓下4小時。大約600納克的PCR產物存放依然良好。電泳之后，這些凝膠被核酸染色所包裹，用寶利來相機的紫外透拍攝下來。2.6愈創(chuàng)木酚和固體懸浮物的分析正己烷提取物的乙酰樣本，然后被注入氣相色譜儀，對氯化木酚進行分析。所有的氣相色譜實驗被實踐，通過一個配備了火焰離子化檢測器的的惠普5890系列模型的設備。起初的烤箱溫度一分鐘升高100，然后溫度以6/分鐘的速度增加，最后溫度達到260。注射端口，探測器的溫度分別在275。氦氣以30毫升每分鐘的流速作為載體氣體。懸浮物根據標準方法確定。2.7化學品在漂白工廠的廢水中通常以相當高的濃度愈創(chuàng)木酚進行了分析，并作為處理污水的指標。愈創(chuàng)木酚來源于螺旋生物（哥倫比亞，新西蘭，BC，加拿大）。其他的化學品是試劑級的并且購買于通常的商業(yè)來源。99.999%高純度的氮氣未經過任何處理就使用了。圖1在兩階段厭氧固定床反應器中TeCG(A)圖2在兩階段厭氧固定床反應器中4，和4，5，6-TrCG(B)的去除率5-DCG(A)和4-CG(B)的去除率3結果和討論水力停留時間（HRT）是影響生物反應器的效率最重要的因素。為調查愈創(chuàng)木酚的生物降解效率來反映水力停留時間的差異，包含愈創(chuàng)木酚的綜合廢水不斷的被注入兩段式厭氧固定床反應器，水力停留時間時間的變化范圍24小時到12小時。在操作時期的PH值保持不變，在7.0和8.0之間。如圖一和圖二所示，4,5,6-TriCG和4,5-DCG的去除率超過百分之九十以上，而在圖一中顯示TeCGa和4-CG的不穩(wěn)定的去除率。然而，在圖二中所有的愈創(chuàng)木酚幾乎完全被去除了。兩周后，水力停留時間從24小時減少到12小時四種類型的愈創(chuàng)木酚的總負荷率是42.1克每立方米每天。在此期間，雖然4,5,6-TriCG和4,5-DCG也被完全去除了，而TeCG的完全去除幾乎不能實現。然而，再次將停留時間增加到24小時，愈創(chuàng)木酚的去除效率很快就恢復了。在兩段式厭氧固定床反應器系統(tǒng)中的愈創(chuàng)木酚的去除率按下列順序排列