消泡劑對于餐廚垃圾污水油性泡沫去除效果的研究

雒鑫偉 郭昌川 唐軍

摘 要： 餐廚垃圾污水主要來自于在對餐廚垃圾處理過程中各工段產(chǎn)生的污水，在經(jīng)過厭氧罐發(fā)酵后排放至餐廚垃圾污水處理廠進(jìn)行處理。在日常的處理過程中，經(jīng)常會有大量的油性泡沫在隔油沉淀池產(chǎn)生，此種泡沫遇到空氣會迅速的膨脹發(fā)酵并出現(xiàn)外溢，降低污水的流動性，嚴(yán)重影響餐廚垃圾污水廠處理工藝的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： 餐廚垃圾污水泡沫消除;消泡劑消除泡沫;餐廚污水;污水處理泡沫消除

【中圖分類號】X799.3 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）07-0221-01

1 此種泡沫含渣含油，很難用常規(guī)的消泡劑、水沖等方式去除，用環(huán)境微生物群落多樣性分析此種泡沫與生化池泡沫中微生物群落的異常狀況，尋找合適的消泡劑對這種泡沫進(jìn)行消除。通過對餐廚垃圾污水處理廠的生化池泡沫和隔油沉淀池油性泡沫用基因測序的方式進(jìn)行物種分析。然后實(shí)驗(yàn)25種消泡劑對隔油沉淀池的油性泡沫去除效果對比后，發(fā)現(xiàn)8301此種消泡劑對隔油沉淀池油性泡沫的去除效果最好。

2 物種組成分析時研究環(huán)境中微生物的多樣性，可以通過單樣本的多樣性即alpha多樣性反映微生物群落的豐富度和多樣性，包括一系列統(tǒng)計(jì)學(xué)分析指數(shù)估計(jì)環(huán)境群落的物種豐富度和多樣性。

3 此模塊主要有三個分析功能，分別是alpha多樣性指數(shù)分析、基于多樣性指數(shù)的組間T檢驗(yàn)分析、稀釋性曲線分析，通過多樣性指數(shù)分析您可以得到群落中物種的豐富度、均一性和多樣性等信息，通過稀釋性曲線分析您可以了解樣本的測序深度是否合理。

4 在用物種組成分析對硝化池泡沫、隔油沉淀池泡沫、調(diào)節(jié)池泡沫、反硝化池泡沫進(jìn)行分析，群落組成分析，根據(jù)分類學(xué)分析結(jié)果，可以得知一個或多個樣本在各分類水平上的分類學(xué)比對情況。在結(jié)果中，包含了兩個信息：

4.1 樣本中含有何種微生物;

4.2 樣本中各微生物的序列數(shù)，即各微生物的相對豐度。

5 因此，可以使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的分析方法，觀測樣本在不同分類水平上的群落結(jié)構(gòu)。將多個樣本的群落結(jié)構(gòu)分析放在一起對比時還可以觀測其變化情況。根據(jù)研究對象是單個或多個樣本，結(jié)果可能會以不同方式展示。通常使用較直觀的餅圖或柱狀圖等形式呈現(xiàn)。

通過分析后形成了群落柱形圖，得知造成泡沫產(chǎn)生的最主要菌落為OTU152，并且test1與test2中菌落OTU152最多。 OTU（Operational Taxonomic Units）是在系統(tǒng)發(fā)生學(xué)或群體遺傳學(xué)研究中，為了便于進(jìn)行分析，人為給某一個分類單元（品系、 屬、種、分組等）設(shè)置的同一標(biāo)志。要了解一個樣本測序結(jié)果中的菌種、菌屬等數(shù)目信息，就需要對序列進(jìn)行歸類操作（cluster）。通過歸類操作，將序列按照彼此的相似性分歸為許多小組，一個小組就是一個OTU。可根據(jù)不同的相似度水平，對所有序列進(jìn)行OTU劃分，通常在97%的相似水平下的OTU進(jìn)行生物信息統(tǒng)計(jì)分析。PCA分析（Principal Component Analysis）[12]，即主成分分析，是一種對數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化分析的技術(shù)，這種方法可以有效的找出數(shù)據(jù)中最“主要”的元素和結(jié)構(gòu)，去除噪音和冗余，將原有的復(fù)雜數(shù)據(jù)降維，揭示隱藏在復(fù)雜數(shù)據(jù)背后的簡單結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是簡單且無參數(shù)限制。通過分析不同樣本群落組成可以反映樣本間的差異和距離，PCA運(yùn)用方差分解，將多組數(shù)據(jù)的差異反映在二維坐標(biāo)圖上，坐標(biāo)軸取能夠最大反映樣品間差異的兩個特征值。如樣本物種組成越相似，反映在PCA圖中的距離越近。

在通過用25種不同消泡劑對隔油沉淀池泡沫消除實(shí)驗(yàn)后，最后得出一種消泡劑對這種特殊泡沫消除效果最好，反應(yīng)速度最快。隨即對此種泡沫有效成分進(jìn)行了化驗(yàn)分析，分析結(jié)果為：

由此看出磷酸三異丁酯對這種泡沫的消除作用最好。并且對投加消泡劑后的泡沫同樣用環(huán)境微生物群落多樣性分析后發(fā)現(xiàn)：

樣品1中隔油沉淀池泡沫在投加磷酸三異丁酯后物種菌落發(fā)生的變化最大。

6 綜上所述，隔油沉淀池是餐廚污水進(jìn)入水廠工藝的第一段工藝，其泡沫中微生物的菌落差異最大，在投加含有磷酸三丁酯的消泡劑消泡后，微生物菌落的變化也最大，消泡速度及消泡的效果最好。因此，在現(xiàn)場運(yùn)行過程中，使用含有磷酸三丁酯的消泡劑消除餐廚垃圾污水隔油沉淀池的泡沫效果最好、最適用。