高濃度難降解有機(jī)廢水的間歇水解—好氧循環(huán)生物處理技術(shù)研究.pdf

1、印染廢水和化工廢水是典型的兩類(lèi)工業(yè)廢水。其中，葸醌染料是合成染料中重要的一類(lèi)，是繼偶氮染料之后使用量最大的一類(lèi)染料，被廣泛地應(yīng)用于紡織、印染等行業(yè)。由于其具有很強(qiáng)的水溶性，工業(yè)生產(chǎn)中約50％的蒽醌染料殘留在生產(chǎn)廢水中，導(dǎo)致廢水色度極高且難生物降解，這給水環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的危害。2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是芳香類(lèi)化合物中用途較廣、毒性較大、環(huán)境污染較嚴(yán)重的一類(lèi)化合物，被廣泛地用作木材防腐劑、防銹劑、殺真菌劑和一般殺蟲(chóng)劑等。中國(guó)、美國(guó)

2、EPA等國(guó)家都將2,4-DCP列入了“優(yōu)先控制污染物黑名單"。 本文以活性艷藍(lán)KN-R和2,4-DCP為目標(biāo)污染物，研究生物膜和活性污泥體系下，間歇水解—好氧循環(huán)工藝降解兩種有機(jī)污染物的可行性，為間歇水解—好氧循環(huán)工藝處理高濃度難降解有機(jī)廢水的工程應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。 研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)流量、水解/好氧反應(yīng)器有效液體體積比(水解/好氧反應(yīng)器體積比)、好氧曝氣流量是生物膜法和活性污泥法水解—好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍(lán)KN-R和2,

3、4-DCP的關(guān)鍵工藝參數(shù)，對(duì)廢水處理效果、反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性、菌體活性、微生物代謝產(chǎn)物累積情況及污泥特性等均有顯著的影響。 生物膜法水解—好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍(lán)KN-R過(guò)程中，活性艷藍(lán)KN-R初始濃度為600 mg/L，葡萄糖濃度2000 mg/L，在循環(huán)流量為10 mL/min，曝氣流量3 L/min，水解/好氧反應(yīng)器體積比2:2時(shí)，降解24 h，化學(xué)需氧量(COD)和色度的總?cè)コ史謩e達(dá)到94.2％和94.4％。適當(dāng)?shù)卦黾友?/p>

4、環(huán)流量，可以減輕水解反應(yīng)器的酸化程度，避免揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的積累對(duì)水解微生物的活性產(chǎn)生抑制。同時(shí)，提高了廢水COD、色度的總?cè)コ室约捌骄コ俾?。但循環(huán)流量過(guò)高，導(dǎo)致水解反應(yīng)器中溶解氧(DO)濃度增大，對(duì)水解微生物的生物降解活性產(chǎn)生抑制，不利于廢水中活性艷藍(lán)KN-R的降解。 活性污泥法水解—好氧循環(huán)工藝降解活性艷藍(lán)KN-R過(guò)程中，活性艷藍(lán)KN-R初始濃度為200 mg/L，葡萄糖濃度2000 mg/L，在循環(huán)流量為10

5、mL/min，曝氣流量3 L/min，水解/好氧反應(yīng)器體積比2:2時(shí)，COD和色度的總?cè)コ史謩e達(dá)到90％和85％。廢水COD和色度總?cè)コ孰S著循環(huán)流量的增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。循環(huán)流量增加，VFA濃度的峰值有所降低，水解和好氧污泥胞外多聚物(EPS)中胞外多糖(PS)和蛋白(PN)含量增加，污泥表面Zeta電位值減小，細(xì)胞表面相對(duì)疏水性增大，促進(jìn)了微生物細(xì)胞間的相互粘附，有效地改善了污泥的沉降性能。 生物膜法水解-好氧循環(huán)

6、工藝降解2,4-DCP過(guò)程中，2,4-DCP初始濃度為20 mg/L，葡萄糖2000 mg/L，在循環(huán)流量為10 mL/min、曝氣流量3 L/min、水解/好氧反應(yīng)器體積比2:2時(shí)，降解24 h，COD和2,4-DCP的總?cè)コ史謩e達(dá)到95％和99％。2,4-DCP和COD的總?cè)コ孰S著循環(huán)流量增加而增大。但是，循環(huán)流量過(guò)高時(shí)，VFA濃度較高，水體的緩沖能力下降，水解微生物活性被抑制，不利于循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在一定范圍內(nèi)提高曝氣流量

7、，可以提高廢水2,4-DCP、COD的總?cè)コ屎腿コ俾省?活性污泥法水解-好氧循環(huán)工藝降解2,4-DCP過(guò)程中，2,4-DCP初始濃度為20 mg/L，葡萄糖2000 mg/L，在循環(huán)流量為15 mL/min、曝氣流量3 L/min、水解/好氧反應(yīng)器體積比1:3時(shí)，降解24 h，COD和2,4-DCP的總?cè)コ史謩e達(dá)到95％和96％。增大循環(huán)流量，加快了2,4-DCP、COD的總?cè)コ屎腿コ俾?，VFA濃度的峰值逐漸降低且VF

8、A達(dá)到最大值的時(shí)間加快，水解和好氧污泥EPS中胞外多糖和胞外蛋白質(zhì)含量逐漸增加，污泥表面Zeta電位值減小。PN/PS也隨循環(huán)流量增加呈線性增加趨勢(shì)。同時(shí)，水解和好氧反應(yīng)器內(nèi)活性微生物量逐漸增加，污泥沉降性能得到改善。水解/好氧反應(yīng)器體積比對(duì)2,4-DCP的降解有顯著的影響。在1:3的體積比下，反應(yīng)器中VFA濃度較低，體系保持較強(qiáng)的緩沖能力，微生物具有較強(qiáng)的活性，水解和好氧污泥EPS中胞外多糖和蛋白質(zhì)含量最高，污泥的表面Zeta電位分布