發(fā)布時(shí)間：2020-06-30 21:54

【摘要】：造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水量大,水質(zhì)波動(dòng)大、色度深、有機(jī)物含量高、廢水易腐化變質(zhì),經(jīng)過氣浮和生物二級(jí)處理后的二級(jí)出水污染負(fù)荷仍居高不下,未達(dá)到國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。本論文采用催化臭氧氧化和曝氣生物濾池法(BAF)聯(lián)合深度處理造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水的二級(jí)出水(以下簡稱二級(jí)出水),對(duì)二級(jí)出水單獨(dú)臭氧、催化臭氧及BAF處理工藝和機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)化的研究,以圖找到一種技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行的深度處理方法。首先,對(duì)造紙法再造煙葉生產(chǎn)廢水的二級(jí)出水進(jìn)行了水質(zhì)分析。利用紫外-可見吸光光譜法分析了二級(jí)出水色度較深的原因,通過紅外光譜和GC-MS分析了二級(jí)出水的有機(jī)物組成。分析發(fā)現(xiàn),二級(jí)出水可生化性差、色度深、水樣呈弱堿性,其中的有機(jī)污染物主要為木質(zhì)素及其衍生物的降解產(chǎn)物,研究結(jié)果為二級(jí)出水深度處理工藝的提出和研究奠定了基礎(chǔ)。借鑒與再造煙葉廢水水質(zhì)特征相近的高濃度制漿造紙廢水處理工藝,采用單獨(dú)臭氧氧化再造煙葉生產(chǎn)廢水的二級(jí)出水。通過響應(yīng)面和單一因素法分析,優(yōu)化得到二級(jí)出水單獨(dú)臭氧處理工藝條件為:二級(jí)出水CODCr約500 mg·L-1左右時(shí),p H8.0,溫度30℃,臭氧投加量(C(O3))14.76 mg·L-1。在此條件下CODCr去除率約為30%,出水CODCr值為350 mg·L-1左右,色度去除率可達(dá)95%以上,BOD5/CODCr值從0.46提高到0.53,臭氧氧化過程中CODCr降解符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)特征。結(jié)果表明單獨(dú)臭氧處理能降解二級(jí)出水中的部分有機(jī)污染物,提高廢水的可生化性,具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過添加過渡金屬離子構(gòu)建均相催化氧化體系,進(jìn)一步提高催化臭氧處理效果。采用單因素法和響應(yīng)面法考察不同過渡金屬離子、溫度、p H值、金屬離子用量和臭氧投加量對(duì)催化臭氧深度處理二級(jí)出水的影響。結(jié)果表明:與單獨(dú)臭氧氧化相比,過渡金屬離子可顯著提高催化氧化降解效果,二級(jí)出水的CODCr去除率顯著提高,最高可達(dá)80%以上,色度去除率均達(dá)95%以上。在Ti(IV)離子、Fe(II)離子、Mn(II)離子和Zr(IV)離子中,Mn(II)離子的催化活性最強(qiáng),Zr(IV)離子和Fe(II)離子的催化效果最佳。在各種金屬離子最佳催化效果下,臭氧投加量和溫度一致,p H值相差不大;但Fe(II)離子用量最高,0.6 m M,Zr(IV)離子用量最低,0.1 m M;二級(jí)出水的CODCr去除率以Fe(II)離子和Zr(IV)離子最高,均為82.29%,Mn(II)離子的最低,為71.03%。二級(jí)出水CODCr降低為后期BAF處理奠定了基礎(chǔ)。單獨(dú)臭氧和催化臭氧均可提高二級(jí)出水的可生化性,可聯(lián)合BAF工藝進(jìn)行深度處理。用經(jīng)催化臭氧處理后的出水進(jìn)行生物種群馴化,添加營養(yǎng)元素培養(yǎng)生物膜,掛膜后采用BAF處理催化臭氧出水。研究發(fā)現(xiàn),二級(jí)出水不經(jīng)臭氧氧化直接進(jìn)入BAF系統(tǒng),其CODCr去除率為19.45%,色度去除率80%左右,SS值去除率24%左右,其中氨氮去除率最高,達(dá)98%以上。同時(shí)出水中難降解的烷烴類物質(zhì),苯類物質(zhì)去除率較低,總體污染負(fù)荷無顯著下降。而在單獨(dú)臭氧-BAF深度處理工藝中,平均出水CODCr為186.15mg·L-1,CODCr總平均去除率達(dá)64.67%,較單獨(dú)BAF工藝提高了45個(gè)百分點(diǎn)。氨氮在單獨(dú)臭氧階段的去除率不足20%,在BAF階段高達(dá)99.33%,出水氨氮0.23 mg·L-1。而經(jīng)催化臭氧-BAF深度處理后,CODCr總平均去除率為79.52%,出水CODCr值為103.69mg·L-1。氨氮總平均去除率達(dá)到99.53%,平均出水氨氮0.23 mg·L-1。經(jīng)過BAF處理,出水的平均CODCr值和氨氮值均達(dá)到制漿造紙工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-2008)。利用PCR-DGGE分子生物技術(shù)對(duì)BAF中的生物膜進(jìn)行微生物群落結(jié)構(gòu)分析。發(fā)現(xiàn)生物膜中存在著豐富的細(xì)菌種屬,細(xì)菌種屬的條帶和位置隨培養(yǎng)時(shí)間和馴化條件的不同存在一定差異。將DGGE圖譜的主要條帶進(jìn)行切膠回收和測(cè)序和序列同源性分析,并采用UPGMA方法構(gòu)建了細(xì)菌的進(jìn)化樹。發(fā)現(xiàn)生物膜中部分與CODCr和氨氮降解相關(guān)的菌屬得到了富集,實(shí)現(xiàn)了二級(jí)出水中CODCr的深度去除,從分子水平和微生物角度驗(yàn)證二級(jí)出水采用催化臭氧-BAF深度處理工藝的思路是可行的。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X795
【圖文】：

圖 3-1 實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程Figure 3-1 Experimental setup封閉的玻璃反應(yīng)器中進(jìn)行，首先將調(diào)至一定 pH 值(用質(zhì)量/體積或 10%NaOH 溶液）、恒溫一定時(shí)間的廢水 400 mL，加入到 500 m機(jī)之間用硅膠管連接。氧氣瓶中的氧氣通過減壓閥進(jìn)入臭氧發(fā)生有限公司，型號(hào) CH-ZTW2)，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧、氧氣混合位于燒瓶底部的曝氣頭，向反應(yīng)體系提供臭氧。反應(yīng)后的尾氣通進(jìn)入裝有 10%KI 溶液的尾氣吸收瓶，吸收尾氣的殘余臭氧后外定時(shí)間后取樣，檢測(cè)分析 CODCr值、色度值、BOD5值、紅外光GC-MS 分析。析測(cè)試方法項(xiàng)目測(cè)試測(cè)前先經(jīng)過沉淀、0.45 μm 微孔濾膜過濾；CODCr采用重鉻酸鉀法

/催化臭氧-曝氣生物濾池(BAF)聯(lián)合工藝深度處化臭氧-BAF 對(duì)二級(jí)出水的深度處理特性與效能物膜種群否成功啟動(dòng) BAF 反應(yīng)器的首要條件。一般來作為生物膜的接種微生物，有利于 BAF 反應(yīng)選擇工廠現(xiàn)有的處理同類廢水的生物膜種群作泥為廣東省某企業(yè)造紙法再造煙葉廢水處理后粒表面，且污泥之間的粘性極大，與周圍水的

本文編號(hào)：2735870