马翠:强化UASB-臭氧催化-MBR组合工艺处理老龄垃圾渗滤液的效能研究论文

马翠:强化UASB-臭氧催化-MBR组合工艺处理老龄垃圾渗滤液的效能研究论文

本文主要研究内容

作者马翠(2019)在《强化UASB-臭氧催化-MBR组合工艺处理老龄垃圾渗滤液的效能研究》一文中研究指出:城市生活垃圾主要通过焚烧、卫生填埋、发酵等方式进行处置。卫生填埋以其工艺设置简单、操作方便、投资费用少等优点成为主要的垃圾处理方式。随着填埋时间的不断增长,产生大量老龄垃圾渗滤液,老龄垃圾渗滤液组成成分复杂,含有多种有毒有害物质,可生化性较差。在实际运行中,存在诸多问题,如后续反渗透处理工艺能耗较大、对前端处理系统的出水有较高要求、膜污染严重等问题。因此,本文针对老龄垃圾渗滤液水质特点及实际运行中出现的问题,提出了强化UASB-臭氧催化-MBR组合工艺,系统研究了该组合工艺对老龄垃圾渗滤液的处理效能及机理研究,获得了有一定科学价值的成果。首先,本文考察了不同进水负荷条件下,传统UASB工艺对老龄垃圾渗滤液的去除效能。在反应稳定运行90d后,其中COD负荷为0.15kg/(m3﹒d)的反应器,COD去除率为19.4%,反应器内亚硝态氮出现累积,硝态氮浓度减小,反应器出水中总氮去除率约为12.2%;传统厌氧工艺内投加葡萄糖作为共基质,可以强化UASB工艺对老龄垃圾渗滤液的处理效果,COD的去除率增加了54.6%,总氮的去除率则提高了64%。进一步对传统厌氧和葡萄糖强化厌氧工艺反应器中的污泥形态和微生物群落结构进行表征,结果表明,在反应器稳定运行阶段,在葡萄糖强化厌氧工艺反应器中,产甲烷的Euryarchaeota菌门、绿弯菌门Chloroflexi、紫荆菌门Armatimonadetes、厚壁菌门Firmicutes等菌群所占的比例大于传统厌氧工艺反应器中其所占比例。其次,采用高级氧化技术进一步处理强化UASB工艺出水。本试验分别研究了以锆柱撑膨润土负载纳米四氧化三铁、牛粪灰负载纳米四氧化三铁作为类芬顿催化剂和臭氧催化剂,处理强化UASB工艺出水的效能研究。确定类芬顿催化试验操作条件为初始pH为2,锆柱撑膨润土负载纳米四氧化三铁(Fe3O4/Zr-B)投加量为1.0mg/L,双氧水投加量为0.1mmol/L,反应时间为4h,出水的COD的去除率为68%,BOD5/COD的值为0.27,达到最佳试验效果。臭氧催化试验操作条件为牛粪灰负载纳米四氧化三铁(nano-Fe3O4@CDA)和臭氧的投加量分别为0.8g/L和3.0g/L,反应时间为2h的试验条件下,出水COD的去除率为53%,BOD5/COD的值为0.32,达到最佳试验效果。从可生化性及有机物降解的角度出发,臭氧催化工艺更适合作为后续MBR膜生物反应器的前处理工艺。第三,采取臭氧催化对老龄垃圾渗滤液中两种浓度较高的合成酚类抗氧化剂进行处理,即研究对双酚A(BPA)、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(AO2246)去除效能的影响。在初始pH为7.0左右,反应温度为25℃,BPA浓度为50mg/L,催化剂的投加量为0.10g/L,臭氧浓度为5mg/L的条件下,催化臭氧对BPA的去除率可达78%,Cl-、CO32-和HA等共存物质降低了BPA的降解效率。通过GC-MS、LC-MS对BPA降解过程中的中间产物进行测定,检测出草酸、丙二酸等9种中间产物,·OH是催化臭氧降解BPA的主要自由基种类。在初始pH为7.0左右,反应温度为25℃,AO2246浓度为10mg/L,催化剂投加量为0.20g/L,臭氧浓度为10mg/L的条件下,AO2246的去除率可达47.6%。采用GC-MS和LC-MS对AO2246降解的中间产物进行测定,检测出(3,5-双(1,1-二甲基乙基)-苯酚)、4-(1,1-二甲基乙基)-苯甲酸等11种中间产物,提出了其可能存在的降解途径,·OH在催化臭氧降解AO2246的过程中起主要作用。最后,采用MBR膜反应器对臭氧催化反应出水进行深度处理,当HRT为28h时,COD的去除率可以达到25.2%,氨氮的平均去除率可以达到45.2%。MBR膜反应器对UV254的平均去除率维持在20.1%左右,大分子的富里酸及腐殖酸类物质降解为小分子的中间产物。此外,根据GC-MS解析可知,经过MBR膜反应器处理后,可生物降解的烷烃类所占比例显著降低,结构较为简单的醇类、烯烃类和酯类物质所占比例大幅增加。MBR反应器内活性污泥的菌群结构分析结果表明,在MBR反应器运行初期,芽单孢菌门Gemmatimonadetes、恐球菌-栖热菌门Deinococcus-Thermus所占比例较高;在MBR反应器稳定运行时期(HRT=28h),反应器内污泥已充分适应,因此二者的比列有明显下降。此外,硝化螺旋菌门Nitrospirae所占的相对比例由原来的0.49%上升至5.98%。本文明确了强化UASB-臭氧催化-MBR组合工艺在老龄垃圾渗滤液毒性的降低、可生化性的提高以及有机污染物的去除方面具有显著优势,并明确了老龄垃圾渗滤液中合成酚类抗氧化剂(SPAs)的环境行为,分析了高级氧化对其降解效能及机理,为在实际渗滤液处理中运用臭氧催化技术降解SPAs做了探索。

Abstract

cheng shi sheng huo la ji zhu yao tong guo fen shao 、wei sheng tian mai 、fa jiao deng fang shi jin hang chu zhi 。wei sheng tian mai yi ji gong yi she zhi jian chan 、cao zuo fang bian 、tou zi fei yong shao deng you dian cheng wei zhu yao de la ji chu li fang shi 。sui zhao tian mai shi jian de bu duan zeng chang ,chan sheng da liang lao ling la ji shen lv ye ,lao ling la ji shen lv ye zu cheng cheng fen fu za ,han you duo chong you du you hai wu zhi ,ke sheng hua xing jiao cha 。zai shi ji yun hang zhong ,cun zai zhu duo wen ti ,ru hou xu fan shen tou chu li gong yi neng hao jiao da 、dui qian duan chu li ji tong de chu shui you jiao gao yao qiu 、mo wu ran yan chong deng wen ti 。yin ci ,ben wen zhen dui lao ling la ji shen lv ye shui zhi te dian ji shi ji yun hang zhong chu xian de wen ti ,di chu le jiang hua UASB-chou yang cui hua -MBRzu ge gong yi ,ji tong yan jiu le gai zu ge gong yi dui lao ling la ji shen lv ye de chu li xiao neng ji ji li yan jiu ,huo de le you yi ding ke xue jia zhi de cheng guo 。shou xian ,ben wen kao cha le bu tong jin shui fu he tiao jian xia ,chuan tong UASBgong yi dui lao ling la ji shen lv ye de qu chu xiao neng 。zai fan ying wen ding yun hang 90dhou ,ji zhong CODfu he wei 0.15kg/(m3﹒d)de fan ying qi ,CODqu chu lv wei 19.4%,fan ying qi nei ya xiao tai dan chu xian lei ji ,xiao tai dan nong du jian xiao ,fan ying qi chu shui zhong zong dan qu chu lv yao wei 12.2%;chuan tong ya yang gong yi nei tou jia pu tao tang zuo wei gong ji zhi ,ke yi jiang hua UASBgong yi dui lao ling la ji shen lv ye de chu li xiao guo ,CODde qu chu lv zeng jia le 54.6%,zong dan de qu chu lv ze di gao le 64%。jin yi bu dui chuan tong ya yang he pu tao tang jiang hua ya yang gong yi fan ying qi zhong de wu ni xing tai he wei sheng wu qun la jie gou jin hang biao zheng ,jie guo biao ming ,zai fan ying qi wen ding yun hang jie duan ,zai pu tao tang jiang hua ya yang gong yi fan ying qi zhong ,chan jia wan de Euryarchaeotajun men 、lu wan jun men Chloroflexi、zi jing jun men Armatimonadetes、hou bi jun men Firmicutesdeng jun qun suo zhan de bi li da yu chuan tong ya yang gong yi fan ying qi zhong ji suo zhan bi li 。ji ci ,cai yong gao ji yang hua ji shu jin yi bu chu li jiang hua UASBgong yi chu shui 。ben shi yan fen bie yan jiu le yi gao zhu cheng peng run tu fu zai na mi si yang hua san tie 、niu fen hui fu zai na mi si yang hua san tie zuo wei lei fen du cui hua ji he chou yang cui hua ji ,chu li jiang hua UASBgong yi chu shui de xiao neng yan jiu 。que ding lei fen du cui hua shi yan cao zuo tiao jian wei chu shi pHwei 2,gao zhu cheng peng run tu fu zai na mi si yang hua san tie (Fe3O4/Zr-B)tou jia liang wei 1.0mg/L,shuang yang shui tou jia liang wei 0.1mmol/L,fan ying shi jian wei 4h,chu shui de CODde qu chu lv wei 68%,BOD5/CODde zhi wei 0.27,da dao zui jia shi yan xiao guo 。chou yang cui hua shi yan cao zuo tiao jian wei niu fen hui fu zai na mi si yang hua san tie (nano-Fe3O4@CDA)he chou yang de tou jia liang fen bie wei 0.8g/Lhe 3.0g/L,fan ying shi jian wei 2hde shi yan tiao jian xia ,chu shui CODde qu chu lv wei 53%,BOD5/CODde zhi wei 0.32,da dao zui jia shi yan xiao guo 。cong ke sheng hua xing ji you ji wu jiang jie de jiao du chu fa ,chou yang cui hua gong yi geng kuo ge zuo wei hou xu MBRmo sheng wu fan ying qi de qian chu li gong yi 。di san ,cai qu chou yang cui hua dui lao ling la ji shen lv ye zhong liang chong nong du jiao gao de ge cheng fen lei kang yang hua ji jin hang chu li ,ji yan jiu dui shuang fen A(BPA)、2,2’-ya jia ji -shuang (4-jia ji -6-shu ding ji ben fen )(AO2246)qu chu xiao neng de ying xiang 。zai chu shi pHwei 7.0zuo you ,fan ying wen du wei 25℃,BPAnong du wei 50mg/L,cui hua ji de tou jia liang wei 0.10g/L,chou yang nong du wei 5mg/Lde tiao jian xia ,cui hua chou yang dui BPAde qu chu lv ke da 78%,Cl-、CO32-he HAdeng gong cun wu zhi jiang di le BPAde jiang jie xiao lv 。tong guo GC-MS、LC-MSdui BPAjiang jie guo cheng zhong de zhong jian chan wu jin hang ce ding ,jian ce chu cao suan 、bing er suan deng 9chong zhong jian chan wu ,·OHshi cui hua chou yang jiang jie BPAde zhu yao zi you ji chong lei 。zai chu shi pHwei 7.0zuo you ,fan ying wen du wei 25℃,AO2246nong du wei 10mg/L,cui hua ji tou jia liang wei 0.20g/L,chou yang nong du wei 10mg/Lde tiao jian xia ,AO2246de qu chu lv ke da 47.6%。cai yong GC-MShe LC-MSdui AO2246jiang jie de zhong jian chan wu jin hang ce ding ,jian ce chu (3,5-shuang (1,1-er jia ji yi ji )-ben fen )、4-(1,1-er jia ji yi ji )-ben jia suan deng 11chong zhong jian chan wu ,di chu le ji ke neng cun zai de jiang jie tu jing ,·OHzai cui hua chou yang jiang jie AO2246de guo cheng zhong qi zhu yao zuo yong 。zui hou ,cai yong MBRmo fan ying qi dui chou yang cui hua fan ying chu shui jin hang shen du chu li ,dang HRTwei 28hshi ,CODde qu chu lv ke yi da dao 25.2%,an dan de ping jun qu chu lv ke yi da dao 45.2%。MBRmo fan ying qi dui UV254de ping jun qu chu lv wei chi zai 20.1%zuo you ,da fen zi de fu li suan ji fu shi suan lei wu zhi jiang jie wei xiao fen zi de zhong jian chan wu 。ci wai ,gen ju GC-MSjie xi ke zhi ,jing guo MBRmo fan ying qi chu li hou ,ke sheng wu jiang jie de wan ting lei suo zhan bi li xian zhe jiang di ,jie gou jiao wei jian chan de chun lei 、xi ting lei he zhi lei wu zhi suo zhan bi li da fu zeng jia 。MBRfan ying qi nei huo xing wu ni de jun qun jie gou fen xi jie guo biao ming ,zai MBRfan ying qi yun hang chu ji ,ya chan bao jun men Gemmatimonadetes、kong qiu jun -qi re jun men Deinococcus-Thermussuo zhan bi li jiao gao ;zai MBRfan ying qi wen ding yun hang shi ji (HRT=28h),fan ying qi nei wu ni yi chong fen kuo ying ,yin ci er zhe de bi lie you ming xian xia jiang 。ci wai ,xiao hua luo xuan jun men Nitrospiraesuo zhan de xiang dui bi li you yuan lai de 0.49%shang sheng zhi 5.98%。ben wen ming que le jiang hua UASB-chou yang cui hua -MBRzu ge gong yi zai lao ling la ji shen lv ye du xing de jiang di 、ke sheng hua xing de di gao yi ji you ji wu ran wu de qu chu fang mian ju you xian zhe you shi ,bing ming que le lao ling la ji shen lv ye zhong ge cheng fen lei kang yang hua ji (SPAs)de huan jing hang wei ,fen xi le gao ji yang hua dui ji jiang jie xiao neng ji ji li ,wei zai shi ji shen lv ye chu li zhong yun yong chou yang cui hua ji shu jiang jie SPAszuo le tan suo 。

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    论文作者分别是来自郑州大学的马翠,发表于刊物郑州大学2019-07-03论文,是一篇关于老龄垃圾渗滤液论文,强化论文,臭氧催化论文,膜生物反应器论文,合成酚类抗氧化剂论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自郑州大学2019-07-03论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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