序批式活性污泥反应器处理活性艳红废水过程的研究

论文摘要

印染废水的典型特点为水量大、色度大、盐度高、难降解。本文采用序批式反应器处理活性艳红的模拟印染废水,添加葡萄糖作为共基质,采用厌氧-好氧交替运行。本文主要研究了序批式活性污泥反应器启动,反应器运行条件优化,电子供体及电子受体对反应器降解活性艳红染料的影响,为序批式活性污泥反应器在印染废水处理中的应用提供理论依据。反应器的启动以某污水处理厂沉淀池排泥为接种污泥,葡萄糖作为基质,在稳定运行条件下,逐步增加进水COD和活性艳红染料的浓度。启动50 d,COD去除率达到94%,染料去除率稳定在93%左右,此时可认为反应器系统达到稳定状态。稳定的系统可耐受一定的COD和染料冲击负荷。驯化初期投加污泥浓度较大,而随着时间变化,污泥浓度逐渐降低。这可能是因为活性污泥对印染废水需要一定的适应时间。随着时间推移污泥活性较强,逐渐增生,污泥浓度又上升至32003300 mg/L左右。厌氧反应初期,系统pH下降明显。这是因为葡萄糖发生水解酸化,转化为小分子挥发性脂肪酸,此时需要投加一定量的碱。该反应器可有效去除活性艳红废水的色度及COD,厌氧运行40 h,好氧运行4 h,反应结束,染料去除率高达92.8%,活性艳红转化为芳香胺;但好氧微生物不能有效去除染料。随着染料浓度增大,染料去除率下降,厌氧菌可耐受一定的活性艳红染料浓度负荷,但高浓度染料会影响好氧菌对有机质的降解。反应器MLSS维持在4500 mg/L以上可达到较好的处理效果。由于染料COD值较低,低MLSS的系统对COD的去除也可维持在90%以上。进水pH在7左右变化,厌氧段染料降解几乎不受影响,但过酸的条件不利于COD去除。紫外可见光扫描表明,活性艳红的偶氮键在厌氧阶段断裂,完成脱色;而产物芳香胺的苯环和萘环在好氧段遭到破坏。在电子供体及电子受体影响试验中,投加乙酸钠染料降解效果最好,厌氧反应结束,染料去除率可达到94.6%;其次是葡萄糖,反应结束去除率可达93.2%;而投加淀粉则效果不佳,反应44 h,去除率为63.1%。实际废水处理可采用投加工业级葡萄糖做为基质。硫酸根离子对于染料降解影响不大,硫酸根离子浓度为800 mg/L时,去除率下降至85.3%。但硫化物对于后续处理的好氧生物也有一定的毒性,并且可以重新被氧化为硫酸盐。硝酸盐对于反应器降解染料的抑制作用很明显。当硝酸盐浓度从100 mg/L上升至500 mg/L时,反应结束,染料去除率了下降了20%左右。反硝化菌争夺电子能力较强。当部分硝酸盐被还原后,染料还原才得以开始。溶解氧对活性艳红染料去除有明显抑制作用。即使曝气量较小,反应结束,染料去除了仍然下降了10%左右。因此,在序批式活性污泥反应器处理活性艳红废水的实际处理中,厌氧阶段应严格控制水中溶解氧含量低于0.5 mg/L。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 印染废水的产生及特点
• 1.2.1 印染废水的产生
• 1.2.2 印染废水的水质特点
• 1.2.3 印染废水的危害
• 1.3 印染废水的处理技术
• 1.3.1 印染废水的物理处理方法
• 1.3.2 印染废水的化学处理方法
• 1.3.3 印染废水的生物处理方法
• 1.4 序批式活性污泥法处理印染废水及研究进展
• 1.4.1 序批式活性污泥法
• 1.4.2 序批式活性污泥法处理印染废水机理
• 1.4.3 序批式活性污泥法处理印染废水研究进展
• 1.5 研究目的及意义
• 1.6 主要研究内容
• 第二章 反应器的启动实验
• 2.1 概述
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 接种污泥和实验用水
• 2.2.3 运行参数
• 2.2.4 常规分析项目及方法
• 2.2.5 活性艳红X-3B 的分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 COD 去除情况
• 2.3.2 染料去除变化
• 2.3.3 污泥浓度变化
• 2.3.4 pH 影响
• 2.3.5 启动过程异常状况及处理
• 2.4 本章小结
• 第三章 序批式活性污泥反应器处理活性艳红废水的研究
• 3.1 概述
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 运行参数
• 3.2.3 测试项目及分析方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 厌氧段HRT 对染料去除的影响
• 3.3.2 染料初始浓度对染料去除的影响
• 3.3.3 污泥浓度对染料去除的影响
• 3.3.4 废水pH 对染料去除的影响
• 3.3.5 反应的紫外可见光光谱分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 电子供体及电子受体对反应器处理活性艳红废水X-3B 影响的研究
• 4.1 概述
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 运行参数
• 4.2.3 测试项目及分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同电子供体对反应器系统运行的影响
• 4.3.2 不同电子受体对反应器系统运行的影响
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 一、结论
• 二、展望
• 参考文献
• 致谢
• 附件