【摘要】： 印染廢水和化工廢水是典型的兩類工業(yè)廢水。其中,蒽醌染料是合成染料中重要的一類,是繼偶氮染料之后使用量最大的一類染料,被廣泛地應用于紡織、印染等行業(yè)。由于其具有很強的水溶性,工業(yè)生產(chǎn)中約50 %的蒽醌染料殘留在生產(chǎn)廢水中,導致廢水色度極高且難生物降解,這給水環(huán)境帶來了嚴重的危害。2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是芳香類化合物中用途較廣、毒性較大、環(huán)境污染較嚴重的一類化合物,被廣泛地用作木材防腐劑、防銹劑、殺真菌劑和一般殺蟲劑等。中國、美國EPA等國家都將2,4-DCP列入了“優(yōu)先控制污染物黑名單”。 本文以活性艷藍KN-R和2,4-DCP為目標污染物,研究生物膜和活性污泥體系下,間歇水解-好氧循環(huán)工藝降解兩種有機污染物的可行性,為間歇水解-好氧循環(huán)工藝處理高濃度難降解有機廢水的工程應用奠定理論基礎。 研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)流量、水解/好氧反應器有效液體體積比(水解/好氧反應器體積比)、好氧曝氣流量是生物膜法和活性污泥法水解-好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍KN-R和2,4-DCP的關(guān)鍵工藝參數(shù),對廢水處理效果、反應器運行穩(wěn)定性、菌體活性、微生物代謝產(chǎn)物累積情況及污泥特性等均有顯著的影響。 生物膜法水解-好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍KN-R過程中,活性艷藍KN-R初始濃度為600 mg/L,葡萄糖濃度2000 mg/L,在循環(huán)流量為10 mL/min,曝氣流量3 L/min,水解/好氧反應器體積比2:2時,降解24 h,化學需氧量(COD)和色度的總?cè)コ史謩e達到94.2 %和94.4 %。適當?shù)卦黾友h(huán)流量,可以減輕水解反應器的酸化程度,避免揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的積累對水解微生物的活性產(chǎn)生抑制。同時,提高了廢水COD、色度的總?cè)コ室约捌骄コ俾�。但循環(huán)流量過高,導致水解反應器中溶解氧(DO)濃度增大,對水解微生物的生物降解活性產(chǎn)生抑制,不利于廢水中活性艷藍KN-R的降解。 活性污泥法水解-好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍KN-R過程中,活性艷藍KN-R初始濃度為200 mg/L,葡萄糖濃度2000 mg/L,在循環(huán)流量為10 mL/min,曝氣流量3 L/min,水解/好氧反應器體積比2:2時,COD和色度的總?cè)コ史謩e達到90 %和85 %。廢水COD和色度總?cè)コ孰S著循環(huán)流量的增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。循環(huán)流量增加,VFA濃度的峰值有所降低,水解和好氧污泥胞外多聚物(EPS)中胞外多糖(PS)和蛋白(PN)含量增加,污泥表面Zeta電位值減小,細胞表面相對疏水性增大,促進了微生物細胞間的相互粘附,有效地改善了污泥的沉降性能。 生物膜法水解-好氧循環(huán)工藝降解2,4-DCP過程中, 2,4-DCP初始濃度為20 mg/L,葡萄糖2000 mg/L,在循環(huán)流量為10 mL/min、曝氣流量3 L/min、水解/好氧反應器體積比2:2時,降解24 h,COD和2,4-DCP的總?cè)コ史謩e達到95 %和99 %。2,4-DCP和COD的總?cè)コ孰S著循環(huán)流量增加而增大。但是,循環(huán)流量過高時,VFA濃度較高,水體的緩沖能力下降,水解微生物活性被抑制,不利于循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在一定范圍內(nèi)提高曝氣流量,可以提高廢水2,4-DCP、COD的總?cè)コ屎腿コ俾省?活性污泥法水解-好氧循環(huán)工藝降解2,4-DCP過程中, 2,4-DCP初始濃度為20 mg/L,葡萄糖2000 mg/L,在循環(huán)流量為15 mL/min、曝氣流量3 L/min、水解/好氧反應器體積比1:3時,降解24 h,COD和2,4-DCP的總?cè)コ史謩e達到95 %和96 %。增大循環(huán)流量,加快了2,4-DCP、COD的總?cè)コ屎腿コ俾?VFA濃度的峰值逐漸降低且VFA達到最大值的時間加快,水解和好氧污泥EPS中胞外多糖和胞外蛋白質(zhì)含量逐漸增加,污泥表面Zeta電位值減小。PN/PS也隨循環(huán)流量增加呈線性增加趨勢。同時,水解和好氧反應器內(nèi)活性微生物量逐漸增加,污泥沉降性能得到改善。水解/好氧反應器體積比對2,4-DCP的降解有顯著的影響。在1:3的體積比下,反應器中VFA濃度較低,體系保持較強的緩沖能力,微生物具有較強的活性,水解和好氧污泥EPS中胞外多糖和蛋白質(zhì)含量最高,污泥的表面Zeta電位分布均最小,污泥整體性能穩(wěn)定。 水解和好氧反應器間溶液的循環(huán)類似于天然水環(huán)境中厭氧和好氧界面間液體的傳質(zhì)。它將水解和好氧兩個獨立的過程“同時”進行,發(fā)揮了水解和好氧微生物間的協(xié)同作用,強化了水解和好氧降解過程,有效地解決了水解反應器中酸化抑制的難題,提高了廢水的處理速率和效率。
【圖文】：

2.1.1 生物膜載體實驗所用生物膜載體為浙江玉環(huán)環(huán)保器材廠生產(chǎn)的D-2 型軟性纖維填料，由廈門利恒股份有限公司提供。軟性纖維載體的結(jié)構(gòu)及環(huán)境掃描電鏡（SEM）見圖2-1，其物理特性如表2-1所示。圖 2-1 生物膜軟性纖維載體結(jié)構(gòu)及 SEM 圖Fig 2-1 The photo and SEM of the soft fibre carrier表 2-1 生物膜載體的物理性質(zhì)Table 2-1 Principal physical characteristic of the biofilm carrierPhysical characteristicsaValueSoft fibre carrier density (g/cm3) 0.91Soft fibre carrier height (m) 0.25Packing dry weight (g) 0.53Total surface areas of the carrier (m2) 3.40Specific surface area of the carrier (m2/m3) 5563a

泥法間歇水解－好氧循環(huán)處理工藝實驗裝置及流程分別如圖2-10 和圖 2-11 所示。生物膜法和活性污泥法循環(huán)工藝的實驗裝置以及反應器參數(shù)分別與生物膜法和活性污泥法單獨水解和單獨好氧處理相同。整個循環(huán)系統(tǒng)由水解反應器、好氧反應器以及循環(huán)管路組成。通過兩臺電腦恒流泵實現(xiàn)水解和好氧反應器中溶液的連續(xù)恒流循環(huán)。在兩反應器的循環(huán)管路進水口處均設有過濾裝置，，保證較好的泥水分離，避免脫落的污泥進入另一反應器。
【學位授予單位】：廈門大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X703

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前4條

1 徐艷艷;基于固定化微生物的厭氧—好氧組合工藝處理高濃度有機廢水研究[D];蘭州大學;2011年

2 曹臣;難降解廢水高效生物除碳過程的實現(xiàn)及生物出水COD組成研究[D];華南理工大學;2011年

3 高澍;混凝—生物滴濾池工藝處理墨汁墨水生產(chǎn)廢水研究[D];廣西師范大學;2010年

4 侯石磊;處理玉米酒精廢水的生產(chǎn)性啟動研究[D];河南師范大學;2012年

本文編號：2624447