ILAR-BAC组合工艺处理溴氨酸废水研究

论文摘要

本论文旨在建立一种有效处理溴氨酸（bromoamine acid,BAA）废水的新工艺,此工艺将采用气升式内环流反应器（Internal Loop Airlift Reactor,ILAR）对溴氨酸废水进行脱色,然后采用生物活性炭（Biological Activated Carbon,BAC）工艺对溴氨酸脱色产物进行深度处理。采用气升式内环流反应器处理溴氨酸废水,向反应器中直接投加颗粒活性炭和溴氨酸高效降解菌株,以SBR方式运行。实验结果表明,经1个月的启动期,反应器可达到稳定,当保持进水溴氨酸浓度为650 mg·L-1左右时,反应器稳定运行1个月,脱色时间为13 h,溴氨酸色度和COD去除率分别达到90%以上和50%左右;固着于活性炭上的菌群对溴氨酸降解起主要作用,悬浮态菌被大量胞外聚合物包裹,沉降性好;稳定期反应器的运行条件优化如下:颗粒活性炭投配率为5%（体积比）,进水pH无需调节,沉降时间为2 min,曝气量为0.72 L·min-1,温度为25～30℃,进水溴氨酸浓度波动对系统降解效果几乎无影响。当进水溴氨酸浓度大于200 mg·L-1时,其脱色产物继续曝气时极易发生自氧化而形成难以生物降解的黄色中间产物。针对上述溴氨酸废水生物处理后COD仍较高、产物极易发生自氧化的问题,采用另一系统对溴氨酸脱色产物进行深度处理尤为重要。实验结果表明BAC处理体系可有效抑制溴氨酸脱色产物的自氧化,并使其不断被生物降解;当BAC体系中无外加硫酸盐时,Br-和SO42-的浓度随着进水COD的降低而不同程度地增加。最终Br-和SO42-的释放率分别达到72.2%和66.9%,COD去除率为85.7%。本实验首次运用ILAR-BAC组合工艺实现了COD的高效去除,为实际溴氨酸废水的处理提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 溴氨酸染料废水处理的研究进展
• 1.1.1 溴氨酸的物理化学处理
• 1.1.2 溴氨酸的生物处理
• 1.1.3 溴氨酸的生物降解机理
• 1.2 气升式环流反应器研究现状
• 1.2.1 气升式环流反应器的特点
• 1.2.2 气升式环流反应器的应用现状
• 1.3 生物活性炭工艺在废水处理中的应用
• 1.3.1 生物活性炭工艺的特点
• 1.3.2 生物活性炭工艺的应用现状
• 1.4 本论文的研究内容及意义
• 2 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 实验装置
• 2.1.4 实验配水及菌种富集培养基
• 2.1.5 菌种及污泥来源
• 2.1.6 颗粒活性炭
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 实验内容及操作条件
• 2.2.2 实验检测项目及分析方法
• 3 气升式内环流反应器处理溴氨酸废水研究
• 3.1 启动期系统对溴氨酸处理效果研究
• 3.1.1 系统对溴氨酸的脱色
• 3.1.2 系统对COD的去除
• 3.1.3 系统中活性菌体的分布
• 3.2 稳定期系统对溴氨酸处理效果研究
• 3.2.1 系统对溴氨酸的脱色
• 3.2.2 系统对COD的去除
• 3.2.3 系统中菌体生长情况
• 3.3 气升式内环流反应器运行条件优化
• 3.3.1 活性炭投配率的影响
• 3.3.2 进水pH的影响
• 3.3.3 沉降时间的影响
• 3.3.4 曝气量的影响
• 3.3.5 温度的影响
• 3.3.6 进水溴氨酸浓度的影响
• 3.4 溴氨酸脱色产物特性
• 3.5 本章小结
• 4 溴氨酸脱色产物深度处理研究
• 4.1 深度处理工艺的选择
• 4.1.1 零价铁-好氧污泥工艺处理溴氨酸脱色产物研究
• 4.1.2 厌氧-好氧污泥工艺处理溴氨酸脱色产物研究
• 4.2 生物活性炭工艺处理溴氨酸脱色产物研究
• 4.2.1 活性炭吸附特性
• 4.2.2 BAC系统处理溴氨酸脱色产物效果
• 4.2.3 BAC处理过程中反应时间的确定
• 4.2.4 BAC处理过程中离子的释放情况
• 4.3 ILAR-BAC处理溴氨酸废水研究
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢