高溶氣量新型氣浮系統(tǒng)的開發(fā)及其應(yīng)用研究.pdf

1、2012年,國(guó)家節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃正式出臺(tái),國(guó)務(wù)院明確提出:要加大對(duì)造紙、煉油、印染等工業(yè)廢水的治理力度,要強(qiáng)化綜合治理城鎮(zhèn)飲用水水源地,同時(shí)要加強(qiáng)保護(hù)湖泊生態(tài)環(huán)境。中國(guó)是目前全球十大淡水資源極其短缺的國(guó)家之一,人均淡水資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平,而且淡水資源利用率普遍較低。近年來,我國(guó)各地目前的水污染情況十分嚴(yán)重,水資源過度開采,部分地區(qū)已經(jīng)危害到人畜的生活和生存。當(dāng)前,國(guó)家不斷采取多種措施來控制水資源危機(jī),“十二五”期間我國(guó)

2、環(huán)保累計(jì)投入總額將突破50000億元人民幣。在這樣的背景下,水的處理和凈化更加受到國(guó)家和業(yè)界的重視,極大地促進(jìn)了我國(guó)水處理技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展。
　　作為一種重要的水處理方法,氣浮凈水技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)得到了廣泛地應(yīng)用和研究。氣浮技術(shù)不僅在含有藻類的、低溫低濁的和受到輕度污染的給水水體凈化中效果良好,而且在印染、造紙、煉油和餐飲等廢水的處理中也取得了較好的效果。另外,厭氧生物降解是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的水處理技術(shù),是國(guó)內(nèi)外水處理領(lǐng)域公認(rèn)的環(huán)境

3、友好型的水處理方法。厭氧生物降解在染料廢水和生活污水等處理上效果十分明顯,不僅可以去除水體中的污染物,還能產(chǎn)生沼氣,達(dá)到變廢為“寶”的目的?；谝陨媳尘?在大量的調(diào)查和研究基礎(chǔ)上,把活性黃KE-4RN作為處理對(duì)象,分別考察了利用自主研發(fā)的新型氣浮系統(tǒng)和傳統(tǒng)厭氧生化降解兩種方法對(duì)其進(jìn)行處理的效果。本論文主要包括以下兩個(gè)部分:高溶氣量新型氣浮系統(tǒng)的開發(fā)及其對(duì)活性黃 KE-4RN的氣浮脫色效果和活性黃KE-4RN的厭氧脫色研究。
　　第

4、一部分:在傳統(tǒng)的加壓溶氣氣浮工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上,充分吸收和發(fā)展國(guó)內(nèi)外溶氣和釋氣研究的新技術(shù),經(jīng)過流體力學(xué)等理論分析和實(shí)踐創(chuàng)新,開發(fā)出一種新型氣浮系統(tǒng)——高溶氣量新型氣浮系統(tǒng),并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。新型氣浮系統(tǒng)在低壓情況下運(yùn)行,溶氣量很高、釋氣效果良好,產(chǎn)生的氣泡為微納米級(jí),不需要填料,能耗低,而且占地面積小,其溶氣罐的體積為傳統(tǒng)氣浮溶氣罐體積的1/5。新型氣浮系統(tǒng)的工作壓力為0.20Mpa~0.30Mpa左右。清潔水體實(shí)驗(yàn)后飽和溶解氧(D

5、O)值可以達(dá)到11.36mg·L-1,遠(yuǎn)高于同等條件下清水理論飽和溶解氧值;氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)KLa(20)為0.415 min-1。新型氣浮系統(tǒng)產(chǎn)生的氣泡在20℃靜水中的上升速度約為0.9mm·s-1,氣泡平均直徑在38μm左右,氣泡停留時(shí)間在30min左右。新型氣浮系統(tǒng)單位體積水處理能耗較傳統(tǒng)加壓溶氣氣浮節(jié)省15％。當(dāng)活性黃KE-4RN模擬染料廢水濃度為100mg·L-1、聚合氯化鋁(PAC)投加800mg·L-1、聚丙烯酰胺(PAM)

6、投加20mg·L-1時(shí),經(jīng)過新型氣浮系統(tǒng)一次混凝氣浮處理,活性黃KE-4RN的去除率能夠達(dá)到99.0%。
　　第二部分:在查閱了大量關(guān)于偶氮類活性染料生化降解研究報(bào)導(dǎo)的基礎(chǔ)上,參考ECETOC(1988)和ISO13641(2003)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法,考察了中溫(35℃)條件下活性黃KE-4RN的厭氧生物脫色性能,著重從脫色、VFAs(揮發(fā)性脂肪酸)、CODCr(化學(xué)需氧量)、產(chǎn)生物氣情況和厭氧污泥吸附等方面進(jìn)行了分析,初步探討了

7、活性黃KE-4RN厭氧脫色的機(jī)理和厭氧污泥吸附染料的情況。
　　結(jié)論如下:活性黃KE-4RN很難被徹底厭氧降解為CO2和CH4,只有在低濃度或高濃度實(shí)驗(yàn)的毒性滯后期時(shí)很少部分的染料被完全礦化。高濃度染料的實(shí)驗(yàn)組脫色率反而低?；钚渣SKE-4RN濃度為80mg·L-1(以碳計(jì))厭氧降解14天,脫色率達(dá)到94%,CODCr去除率達(dá)到90%以上。污泥對(duì)活性黃KE-4RN的吸附過程比較符合Langmuir等溫吸附模型,最大吸附容量為12.2