海绵铁过滤—水解酸化—膜生物反应器组合工艺处理印染废水的研究

论文摘要

印染废水具有水量大、有机污染物含量高、难降解物质多、色度高以及组分复杂等特点,属难处理的工业废水。其中,印染废水的两大污染源是退浆及染色工序,它们在整个印染工艺流程所产生的废水中占有非常高的比重,因此,消减这两股废水的有机污染负荷,对末端排放废水水质的改善起关键作用。针对上述问题,本文采用海绵铁过滤-水解酸化-膜生物反应器组合工艺处理模拟印染废水,海绵铁过滤柱用于预处理染色废水,处理后染色废水与退浆废水混合进入水解酸化池以提高废水的可生化性,之后废水进入膜生物反应器以有效去除其中的有机污染物,使印染废水达标排放。实验结果表明,海绵铁过滤柱可以有效去除染色废水的色度,其最佳运行条件为滤速4m/h、进水pH=10以及海绵铁粒径3～5mm。在此条件下一个过滤周期内出水平均色度为45倍,平均脱色率可达到92.6%,平均总铁含量为0.72mg/L,过滤周期为166h,周期产水量为470L；通过反冲洗活化海绵铁可基本恢复原有状态,对染色废水的平均脱色率仍在90%以上,过滤周期及产水量与反冲洗活化前基本相当。扫描电镜对反应前后海绵铁的观察发现反应前海绵铁表面疏松、空隙率大,而反应后的海绵铁表面被反应产物覆盖,滤柱上部的海绵铁钝化最为严重,中下部次之；X衍射仪对海绵铁的表面分析发现反应后的海绵铁表面主要是铁的氧化物和氢氧化物,主要为Fe2O3、Fe（OH）3、Fe+3（OH）3、FeOOH、FeO（OH）等物质；滤柱上部的海绵铁表面成分与中下部相比更为复杂,物质种类较多。水解酸化池在水力停留时间为10h的条件下对废水COD的去除率较低,在30%左右,出水COD在400～500mg/L之间；但对色度的去除率为70%左右,出水色度低于20倍；废水的BOD5/COD值由原来的0.25～0.35提高至0.35～0.5,可生化性得到明显提高,有利于后续的好氧生物处理。膜生物反应器在不同的水力停留时间下运行,出水COD均在100mg/L以下,色度可达10倍以下；对比不同水力停留时间下膜生物反应器对废水的去除效果得出HRT=8h为最佳水力停留时间,在此条件下COD去除率在90%以上,出水COD在30～45mg/L之间。在最佳运行条件下,该组合工艺对COD及色度的总去除率分别达到90%和98%以上,最终出水COD低于50mg/L,出水色度低于10倍,满足《山东省纺织染整工业水污染物排放标准（DB37/533-2005）》中的标准Ⅲ的B级标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 绪论
• 1.1 印染废水的来源、特点及危害
• 1.1.1 印染废水的来源
• 1.1.2 印染废水的特点
• 1.1.3 印染废水的危害
• 1.2 印染废水处理技术的研究进展
• 1.2.1 国外印染废水处理技术的研究进展
• 1.2.2 国内印染废水处理技术的研究进展
• 1.3 研究目的和研究内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2 海绵铁过滤柱预处理染色废水的研究
• 2.1 实验材料与分析方法
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验材料
• 2.1.3 实验用水
• 2.1.4 分析项目与方法
• 2.1.5 实验方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 滤速变化对海绵铁过滤柱脱色效果的影响
• 2.2.2 进水pH对染色废水处理效果的影响
• 2.2.3 海绵铁粒径对染色废水处理效果的影响
• 2.2.4 海绵铁活化前后处理效果对比
• 2.2.5 紫外-可见光谱分析
• 2.2.6 电镜扫描（SEM）分析海绵铁反应前后的表观特征
• 2.2.7 X射线衍射（XRD）分析海绵铁表面化学特征
• 2.3 小结
• 3 水解酸化段处理印染废水的研究
• 3.1 实验材料与分析方法
• 3.1.1 实验装置
• 3.1.2 实验填料
• 3.1.3 实验用水
• 3.1.4 分析项目与方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 水解酸化池的启动
• 3.2.2 水解酸化池进出水pH的变化
• 3.2.3 水解酸化池进出水ORP的变化
• 3.2.4 水解酸化池对COD的去除效果分析
• 3.2.5 水解酸化池对废水可生化性的提高效果
• 3.2.6 水解酸化池对色度的去除效果分析
• 3.2.7 水解酸化池进出水铁含量的变化
• 3.2.8 水解酸化池内生物相观察
• 3.3 小结
• 4 后续膜生物反应器处理印染废水的研究
• 4.1 实验材料与分析方法
• 4.1.1 实验装置
• 4.1.2 实验用水
• 4.1.3 分析项目与方法
• 4.2 好氧污泥的培养与驯化
• 4.3 膜生物反应器的运行
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 膜生物反应器对COD的去除效果分析
• 4.4.2 膜生物反应器对色度的去除效果分析
• 4.4.3 膜生物反应器对氨氮的去除效果分析
• 4.4.4 膜生物反应器内铁含量的变化
• 4.4.5 膜生物反应器内胞外聚合物含量的变化
• 4.4.6 膜过滤压差及膜通量的变化
• 4.4.7 膜生物反应器内生物相观察
• 4.4.8 组合工艺对印染废水的处理效果
• 4.5 小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文