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随着社会经济的飞速发展,有效、稳定的处理工业生产中形成的难降解有机污水是污水处理行业中比较关注的。由于污水中有机化合物浓度较高,对生物体有毒或不良作用,传统生化方法处理时难于满足排放标准的要求,并且存在微生物驯化周期长、处理过程不稳定的问题,目前多辅以各种物化预处理方法,以提高后续生化处理工艺的处理效果。微电解技术作为一种十分有前景的污水预处理手段,克服其他物化预处理中费用高、工艺复杂、过程不易控制等问题,能有效的对工业难降解有机污水实现一定程度的净化,同时有效提高污水可生化性和降低污水毒性,为后续的污水生化处理过程提供有利条件。
本课题主要研究以铁一碳颗粒微电解为前端预处理的SBR生化处理难降解有机污水。通过选取硝基酚、葸醌染料、偶氮染料三类有代表性的有机物作为目标物质,分别应用SBR工艺、微电解+SBR工艺来了解目标物质的生化降解效果、微电解过程的去除作用以及铁离子浓度对生化降解过程的影响,探索微电解预处理与生化相结合的可行性运行模式,为实际工程设计提供参考。经过微电解与生化处理实验,得到以下结果:
1)零价铁-活性炭颗粒微电解是一个酸驱动过程,在pH=2~4之间,目标物质的去除效果均达到40%以上,其中对硝基苯酚的去除率最高。而蒽醌染料在pH=3~4之间m(BOD)/m(COD)的比值较其他pn范围最大,达到0.43~0.5左右。
2)零价铁在酸性腐蚀过程中主要产生二价铁离子,其在接近中性的条件下水解絮凝作用较强。通过试验比较,微电解过程前期以酸性环境促进降解为主,后期随着pH向中性迁移而絮凝吸附作用明显。通过模拟亚铁离子的絮凝影响,发现近中性条件下目标物质去除效果好于酸性条件下。由于物质自身性质的不同,不同酸性条件下去除率随离子浓度增幅不同。
3)通过对微生物进行合理驯化后,目标物质的污泥负荷分别为对硝基苯酚9.59mg/(103mgMLSS·h),弱酸艳绿为5.69mg/(103mgMLSS·h),弱酸艳蓝为5.44mg/(103mgMLSS·h),酸性嫩黄为5.88 mg/(103mgMLSS·h)。实验中对硝基苯酚污水获得了较好的生化处理效果,其出水中浓度在1~2mg/L的范围内,脱色显著,COD值不超过40mg/L。而葸醌染料和偶氮染料在处理过程中,出水浓度均大于5mg/L左右,表现出一定的生物降解作用,但脱色效果不理想。
4)铁-碳颗粒微电解作为前端预处理手段,与直接生化处理项比较,能够较好提高整体出去效率。在对硝基苯酚污水中,较高浓度时系统运行稳定,出水COD不超过40mg/L,并具有一定的抗冲击负荷能力。而对于蒽醌、偶氮染料,则需要根据进水浓度适当调节微电解时间,以保持生化处理后较好的脱色效果。微电解直接与后续生化处理相连接,在实验中没有发现任何的不利影响。