水解酸化—好氧回流和不回流工艺处理染料废水微观机理的比较研究

论文摘要

纺织印染废水根据其水质特性：CODCr不是太大、生化性差等特点,处理工艺大多采用水解酸化—好氧—沉降工艺。在该工艺中,通常做法是将二沉池回流污泥部分回流到好氧池内,剩下的污泥排放；但极少数的做法是将二沉池回流污泥全部回流到水解酸化池内。为了描述方便,将不回流到水解酸化池的工艺叫做不回流工艺,回流到水解酸化池的工艺称做回流工艺。到底哪种方式对印染废水的处理更有效,本文从水质和污泥微生物的变化这两大方面出发,从微观机理上探求并比较这两种方式对印染废水降解的不同程度。本课题以咸阳某印染有限公司的印染废水处理工艺为背景,设计了一套模拟水解酸化—好氧工艺的实验装置,并以模拟印染废水为原料,探求并比较不回流工艺和回流工艺对印染废水降解的程度和污泥微生物性质的变化,寻求一个更有利于印染废水降解的工艺,为水解酸化-好氧工艺处理印染废水的优化设计提供一定的理论依据。1通过快速消解分光光度法、pH计、溶解氧测定法测定了化学需氧量（CODCr）、pH、溶解氧（DO）,研究了两种工艺水质pH的变化与溶解氧DO对CODCr去除率的变化规律,结果表明：导致两种工艺水质变化与污泥微生物环境变化的因素主要是pH, DO的影响并不明显。2通过对不同工艺CODcr和色度的实验分析得出：不回流工艺好氧段对CODcr的平均去除率为71.7%,回流工艺好氧段对CODcr的平均去除率为83.7%,可见回流工艺系统对CODcr的去除效果更佳。回流工艺对色度的去除效果优于不回流工艺,好氧段对色度的最大去除率在40%左右。3采用蒽酮-硫酸法、考马斯亮蓝法分别测定了多糖和蛋白质,研究了污泥微生物胞外聚合物与胞内污泥活性,结果表明：污泥的絮凝沉降性与多糖与蛋白质总量没有规律性,而是受多糖/蛋白质值的影响,多糖占的比例越大,污泥的絮凝性就越差,多糖/蛋白质值在中性环境要比碱性环境和酸性环境大的多,酸性环境下,多糖/蛋白质值最小。采用萃取比浊法测定了两种工艺污泥的疏水比率,得出：污泥的疏水性与CODcr的去除效呈正相关,为了保证好氧池进水水力负荷不会太低,充分利用缺氧细菌的水解酸化作用和好氧细菌的降解能力,不回流工艺实际运行中水解池内ATP浓度应控制在0.38-0.57mg/L之间,污泥疏水比率变化范围是80.9%-84.2%；好氧池内ATP浓度应控制在0.86-2.17mg/L之间,污泥疏水比率变化范围是60.7%-69.5%。回流工艺实际运行中水解池内ATP浓度应控制在1.8-2.3mg/L之间,疏水比率在65%左右波动；好氧池内ATP浓度应控制在2-3.3mg/L之间,疏水比率变化范围是71.8%-88.8%。4对污泥性质的研究主要是通过国标法对污泥浓度、污泥容积指数和挥发性悬浮固体浓度的测定比较,结果表明：回流工艺的污泥容积指数SVI平均值是146,属正常范围,沉降性能良好；不回流工艺的平均SVI值是97,污泥沉降性较差,容易造成污泥膨胀,实际运行中较难控制。5利用平板稀释接种方法分别得到水解酸化池与好氧池中所含的菌种,然后通过摇瓶发酵实验得到较好降解KNR染料的优势菌种,并对其进行鉴定。结果表明：不回流工艺与回流工艺中的优势菌种不尽相同。6通过对不回流工艺和回流工艺的出水进行紫外与红外光谱扫描,结果表明：两种工艺不同阶段对染料的降解程度不同,回流工艺水解酸化池对染料的链解作用较不回流工艺要好,且回流工艺对含有C=O、C=C、N=O等不饱和官能团有机物的去除较彻底,这一点也优于不回流工艺。采用UV-2450紫外可见分光光度计全波扫描。经典理论认为：二沉池污泥属好氧污泥,水解酸化池存在的是缺氧污泥,所以将二沉池污泥部分回流到好氧池,剩下的污泥排入污泥浓缩池处理,一般不采用将好氧污泥排入水解酸化池。本课题认为：好氧污泥的加入并不影响污泥的缺氧环境,反而使整个缺氧系统的污泥活性有了很大的提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 印染废水水质与印染废水处理工艺
• 1.2.1 印染废水水质概况
• 1.2.2 印染废水处理方法概况
• 1.3 水解酸化工艺研究现状
• 1.3.1 水解酸化工艺机理
• 1.3.2 研究现状
• 1.4 研究内容
• 1.4.1 研究背景及课题的提出
• 1.4.2 实验内容
• 1.4.3 研究路线
• 1.4.4 研究目的意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验主要仪器设备
• 2.2 实验主要试剂、药品
• 2.3 实验装置
• 2.3.1 设计依据及参数
• 2.3.2 工艺流程图
• 2.3.3 实验装置
• 2.3.4 计算过程
• 2.3.5 材料选择及计算结果
• 2.4 实验假设条件及实验污泥废水的来源
• 2.4.1 处理废水的假设条件
• 2.4.2 污泥来源及实验废水
• 2.5 实验分析指标与方法
• 2.5.1 分析方法
• 2.5.2 标准曲线的绘制
• 3 实验装置的启动及优化
• 3.1 装置启动与污泥驯化
• 3.1.1 水解酸化池的单独驯化
• 3.1.2 好氧曝气池的单独驯化
• 3.2 连续试运行
• 4 水质分析比较研究
• 4.1 水质变化的原因分析
• 4.2 化学需氧量（CODCR）去除率的比较分析
• 4.2.1 水解酸化段对 CODCr的去除
• 4.2.2 好氧段 CODCr的去除
• 4.3 色度去除率的比较分析
• 4.4 本章小结
• 5 胞外聚合物与微生物疏水性比较研究
• 5.1 EPS 中多糖与蛋白质总量与多糖/蛋白质值的比较分析
• 5.1.1 多糖和蛋白质的提取与测定
• 5.1.2 多糖与蛋白质总量的情况分析
• 5.1.3 多糖/蛋白质值的情况分析
• 5.2 污泥微生物疏水比率的情况分析
• 5.2.1 比浊法测定微生物疏水性的原理
• 5.2.2 用量的确定
• 5.2.3 疏水比率的测定
• 5.2.4 疏水比率的比较分析
• 5.3 本章小结
• 6 污泥性质与优势菌种的分析比较研究
• 6.1 生物相的观察
• 6.2 污泥浓度、沉降性与挥发性有机物的比较分析
• 6.2.1 污泥浓度（MLSS）测定结果分析
• 6.2.2 污泥容积指数（SVI）测定结果分析
• 6.2.3 挥发性悬浮固体（MLVSS）测定结果分析
• 6.3 吸附能力的比较分析
• 6.4 优势菌种的比较分析
• 6.4.1 菌株的分离
• 6.4.2 菌株的鉴定
• 6.4.3 ．革兰氏染色法区分菌种：
• 6.4.4 优势菌的筛选及其特性的研究
• 6.5 本章小结
• 7 紫外与红外光谱分析比较研究
• 7.1 紫外光谱分析
• 7.2 红外光谱分析
• 7.3 本章小结
• 8 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表文章
• 致谢