發(fā)布時(shí)間：2020-05-19 21:11

【摘要】： 蒽醌染料廢水是染料行業(yè)較難處理降解的廢水之一。本文采用芬頓氧化+MBR耦合技術(shù)對蒽醌活性染料X-BR進(jìn)行了降解研究。研究發(fā)現(xiàn),通過芬頓試劑的預(yù)處理后,X-BR廢水的可生化性得到了很大的提高,綜合毒性減弱,為生化處理創(chuàng)造了良好的條件。在考察MBR工藝處理的過程中發(fā)現(xiàn)鐵離子的投加能改善污泥特性、提高微生物的活性和減緩膜的污染。具體結(jié)果如下： 首先實(shí)驗(yàn)固定X-BR濃度為100mg／L,最佳的芬頓氧化工藝條件為雙氧水=5.2mmol/L、亞鐵離子濃度=0.52mmol/L、初始pH=3。在此條件下X-BR能獲得近乎99.9%的脫色效果和44.23%的TOC去除率(鐵離子絮凝沉淀后)。通過傅里葉紅外和紫外光譜跟蹤X-BR的降解發(fā)現(xiàn),染料的發(fā)色基團(tuán)蒽醌環(huán)容易被芬頓試劑產(chǎn)生的羥基自由基攻擊而脫色。在芬頓氧化過程中,TOC的降解遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于染料的脫色速度。在選的工藝條件下,40分鐘內(nèi),脫色率可以達(dá)到99.7%。芬頓試劑在高效使用的過程中,將產(chǎn)生大量的含鐵離子固體廢物(芬頓污泥)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)芬頓污泥通過過濾、低溫脫水后返回到芬頓氧化體系中,作為催化劑使用形成類芬頓體系。實(shí)驗(yàn)證明,芬頓污泥／H2O2體系對TOC的降解效率略低于經(jīng)典的Fe2+／H2O2和Fe3+／H2O2。芬頓污泥／H202體系對X-BR的TOC去除率低于Fe2+／H2O2體系大約8%。 其次采用水質(zhì)指標(biāo)法(B／C)、好氧呼吸指數(shù)法、贊恩-惠倫斯試驗(yàn)法對X-BR溶液、芬頓降解產(chǎn)物進(jìn)行了綜合性的可生化性評估。B／C的評估表明,X-BR溶液屬于基本不可生物降解類底物,而通過芬頓氧化后,其產(chǎn)物的B／C比提高到了0.25左右。好氧呼吸曲線法的OUR檢測表明,對于不同的X-BR濃度50mg/L、100mg/L和200mg／L,其OUR分別為0.564 mgO2/(L·h)、0.462 mgO2/(L·h)、0.222 mgO2/(L·h);都低于該測試條件下微生物的內(nèi)源呼吸速率0.708 mgO2／(L·h)；而對于芬頓氧化產(chǎn)物,其對應(yīng)的OUR分別為3.37mgO2/(L·h),3.58 mgO2/(L·h)和3.74mgO2/(L·h)。贊恩-惠倫斯實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)X-BR的濃度為50mg／L時(shí),檢測微生物的生命活動受到嚴(yán)重抑制,而芬頓降解產(chǎn)物最終能達(dá)到大約78%左右。DeltaTox(?)的綜合毒性檢測表明,當(dāng)X-BR濃度分別為25mg／L、50mg／L和100mg／L時(shí),發(fā)光細(xì)菌(Vibrio fischeri)的光強(qiáng)損失分別為17%,34%和41%。對于芬頓降解產(chǎn)物(X-BR=100mg/L和50mg／L),其光強(qiáng)損失分別為10%和6%。 同時(shí),通過馴化培養(yǎng)后,確定MBR降解X-BR芬頓氧化產(chǎn)物的最佳工藝條件為：MLSS=6000mg/L; DO=2.5mg/L; HRT=18hr,在此基礎(chǔ)上能獲得大約75%左右的TOC降解率和27%的總氮去除率。對平行實(shí)驗(yàn)的三組MBR,分別往反應(yīng)器中投加干污泥量的0%(MBR1)、0.5%(MBR2)、1%(MBR3)的氯化鐵離子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)鐵離子的投加對微生物的生命活動有影響,MBR1、MBR2、和MBR3反應(yīng)器中的脫氫酶濃度分別為29、31、42μgTF／(mgMLSS·hr)。(2)鐵離子的投加有利于增大污泥粒徑,減緩膜污染的發(fā)生,MBR1、MBR2和MBR3的平均粒徑分別為76.2μm、92.3μm和83.4μm；MBR1、MBR2和MBR3的dTMP/dt分別為：0.592kPa/d,0.51 kPa/d和0.487 kPa／d。(3)鐵離子能抑制微生物EPS的分泌,MBR1、MBR2和MBR3的平均含量為36.85mg／g、31.02mg／g和28.93mg／g。分析發(fā)現(xiàn),主要是EPS中多糖類物質(zhì)減少。膜表面吸附的濾餅層的ESP含量是混合液的2倍左右。(4)鐵離子能減少有機(jī)物在膜表面的沉積,膜的阻力主要以凝膠極化阻力Rp和內(nèi)部阻力Rif為主,兩項(xiàng)指標(biāo)占總阻力的80-90%。傅利葉紅外光譜(FTIR)和能譜(EDX)分析表明膜污染以有機(jī)污染為主,因此堿洗作為膜清洗的首選清洗方法。 最后介紹了反滲透對MBR產(chǎn)水的脫鹽效果和某印染污水處理廠的MBR工藝技術(shù)革新。
【圖文】：

圖15Deltatox便攜式毒性檢側(cè)儀Fig.3.5POrtallletoxicitydeten刀inator藥品表18試驗(yàn)與檢側(cè)設(shè)備Tallle.3.8ListofexPerimenialequiPments型號析儀Deltatox便攜式PIPetman生產(chǎn)廠美國S北京格維SO0mL河北保定PHS3一3C上海雷表1，主要藥品和試劑Table.3.9Reagentsandmaterials名稱規(guī)格生

從第22天開始，MBR產(chǎn)水的TOC基本維持在1Om叭左右。在微生物馴化期脫氫酶的變化較為明顯，在前5天，脫氫酶從起始的38mgTF/mg.MLsS·hr(起始酶基本上是接種條件下的含量)降落到只有9mgTF/mg.MLSs.hr，這說明，進(jìn)水水微生物的活性抑制明顯而且迅速。而隨著馴化過程的變化，在第10天，脫氫酶的又逐步上升，最終穩(wěn)定在20mgTF/mg.MLSs.hr左右的水平。脫氫酶是微生物降解底物獲得能量而必須的酶，能夠激發(fā)氫原子，使這些氫原子可以被受氫體消除而將的物質(zhì)氧化。脫氫酶的變化能很好的反應(yīng)微生物的適應(yīng)能力，以及其在特定底物的代謝能力。當(dāng)脫氫酶趨于一穩(wěn)定水平，可以充分說明，微生物對底物已經(jīng)適應(yīng)。采用光學(xué)顯微鏡觀察污泥的性狀，發(fā)現(xiàn)其絮體明顯，沉降性能好，，菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)緊用觸摸感覺有豁性，顏色為深褐色。通過光學(xué)顯微鏡對其做分析，可以看見大量活的鐘蟲、草履蟲、棘尾蟲等微生物如圖4一7所示。因此可以判斷，在30天時(shí)間內(nèi)，性污泥基本上性狀穩(wěn)定，對進(jìn)水條件有了較好的適應(yīng)能力【821。
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：X703

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 任曉慧;李思凡;閻松;;催化氧化法處理印染廢水的研究進(jìn)展[J];當(dāng)代化工;2014年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 吳俊峰;MFe_2O_4型催化劑與光電Fenton技術(shù)處理難降解有機(jī)污染物研究[D];華中科技大學(xué);2013年

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1 熊鷺;UV-Fenton法聯(lián)合PAC-SBR-混凝工藝處理二次電鍍廢水[D];華僑大學(xué);2011年

2 付國徽;Fenton-生化處理組合工藝處理制藥廢水的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：2671492