活性炭强化SBR工艺处理印染废水的研究

论文摘要

印染废水在我国工业废水的总量中占有较大的比例,并且具有碱性强、色度高、有机物浓度高、成分复杂、生物降解性能差等特点,属于较难处理的废水。本论文研究了在SBR（Sequencing Batch Reactor）工艺中投加粉末活性炭处理印染废水的可行性,通过静态吸附试验和不同活性炭浓度下染料的降解性能试验确定了活性炭投加量,研究了不同印染废水的降解性能,深入分析了在SBR工艺的活性污泥中加入活性炭（强化SBR工艺）对有机物降解动力学过程及微生物好氧呼吸性能的影响。通过研究得到以下主要结论:（1）染料选用分散红,配水CODCr浓度是500.94mg/L、吸光度0.198、色度200倍,吸附时间为8h,进行静态吸附试验。考虑到活性炭的成本,并根据静态吸附试验结果以及活性炭浓度不同时活性红染料的降解性能试验,确定活性炭的最佳投加量为400mg/L。（2）印染废水降解性能试验,SBR反应器和强化SBR反应器中,活性污泥浓度维持在3000mg/L左右,逐渐提高染料废水比例,对活性污泥进行驯化,试验结果表明,活性红印染废水难于生物降解,分散兰废水易于生物降解,分散红废水是可生物降解的。投加活性炭的SBR工艺对3种染料废水的有机物和色度去除率都比SBR工艺高,说明投加活性炭能够促进系统对色度和有机物的降解。（3）SBR工艺和强化SBR工艺处理分散红染料废水时,染料废水比例从30%提高到40%再提高到60%时,色度去除率都有不同程度的提高。SBR工艺处理分散兰印染废水时,当印染废水比例从30%逐渐提高到40%、60%和80%时,色度去除率不断提高,最终达到95%。而在强化SBR工艺中,分散兰废水比例从30%提高到40%以后色度去除率都在95%以上,直到染料废水的比例提高到100%色度去除率稳定。可见强化SBR工艺对分散兰染料废水的处理效果比较好。（4）微生物呼吸试验,反应瓶中加入用生活污水培养的活性污泥,污泥浓度为3000mg/L,结果表明,分散兰染料不易生物降解,而分散红染料难于生物降解,活性红染料降解性能最差,几乎不能被降解。（5）SBR工艺和强化SBR反应器中活性污泥性能测定结果表明,强化SBR反应器中由于活性炭与活性污泥结合后,絮体密度增大,污泥易于凝聚压缩,再加上活性炭的多孔性,絮体与之结合更充分,所以能提高污泥的沉降性能,使PAC-SBR系统内的污泥沉降性比SBR系统中的好。（6）降解动力学试验结果表明,强化SBR工艺的饱和常数Ks比SBR工艺高;在同等条件下,去除相同量的COD,强化SBR系统比SBR系统所需的反应时间短,这说明PAC（powdered activated carbon）的投加能提高生物处理系统对有机污染物去除率。在长期处理染料废水的反应器中,因为染料的降解性能较差,降低了反应器中微生物的活性,处理染料废水的反应器中Vmax值都低于处理生活污水的值;而在SBR反应器中投加活性炭可以提高微生物的活性,所以处理染料废水的强化SBR系统中Vmax值都高于处理染料废水的SBR工艺。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 前言
• 1 绪论
• 1.1 印染废水来源及特征
• 1.1.1 印染废水的来源
• 1.1.2 印染废水的特性
• 1.1.3 印染废水的危害
• 1.1.4 印染废水化学成分探析
• 1.2 印染废水处理的现状与进展
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 物理化学法
• 1.2.4 生物处理法
• 1.3 有机物生物降解理论
• 1.3.1 生物降解的分类
• 1.3.2 可生物降解性的测定
• 1.3.3 污染物的生物降解机理
• 1.3.4 影响污染物生物降解的因素
• 1.4 SBR 工艺研究概况
• 1.4.1 SBR 工艺简介
• 1.4.2 SBR 工艺的优点
• 1.4.3 处理难降解有机物的新型SBR 反应器的发展
• 1.5 PACT 工艺研究
• 1.5.1 PACT 工艺概况
• 1.5.2 PACT 作用机理探讨
• 1.5.3 PACT 工艺的特点
• 1.5.4 PACT 工艺在废水处理中的应用
• 1.6 有机物降解动力学研究
• 1.6.1 降解动力学研究的意义
• 1.6.2 SBR 中动力学研究概况
• 1.7 小结
• 1.8 研究目的和研究内容
• 2 吸附试验
• 2.1 准备试验
• 2.1.1 染料最大吸收波长的确定
• 2.1.2 分析方法
• 2.2 活性炭投加量的确定
• 2.2.1 静态吸附试验
• 2.2.2 活性炭浓度不同时微生物降解试验
• 2.3 活性炭吸附试验
• 2.3.1 吸附平衡时间的确定
• 2.3.2 吸附等温线的确定
• 2.3.3 吸附等温式的确定
• 2.4 污泥吸附试验
• 2.4.1 试验方法
• 2.4.2 试验结果
• 2.5 活性污泥、活性炭以及两者混合时吸附效果研究
• 2.6 本章小结
• 3 降解性能试验
• 3.1 试验材料、装置与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验条件
• 3.1.3 试验装置
• 3.2 染料废水降解性能试验
• 3.2.1 活性红印染废水的生物降解性能试验
• 3.2.2 分散兰印染废水生物降解性能试验
• 3.2.3 分散红印染废水生物降解性能试验
• 3.2.4 SBR 工艺和强化SBR 工艺处理分散染料废水结果分析比较
• 3.3 降解过程分析
• 3.4 处理系统污泥沉降性能的比较
• 3.5 本章小结
• 4 微生物呼吸试验
• 4.1 易生物降解的基质好氧呼吸曲线测定
• 4.2 染料的可生化性试验
• 4.3 投加活性炭对活性污泥生物呼吸的影响
• 4.4 本章小结
• 5 降解动力学研究
• 5.1 强化SBR 工艺和SBR 工艺中动力学常数曲线测定试验
• 5.2 动力学拟合结果分析比较
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 硕士期间发表论文情况