树脂吸附法处理印染废水生化尾水树脂脱附液的处置研究

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本论文在对印染废水生化尾水树脂脱附液的性质进行分析的基础上,针对树脂脱附液的盐含量较高的特点,采用纳滤膜技术,选用截留分子量为200Da-300Da的纳滤膜。树脂脱附液被分离成两部分:一部分为主要含有小分子有机物的纳滤透过液;一部分为主要含有大分子有机物的纳滤浓缩液。纳滤浓缩液的体积约是树脂脱附液体积的1/5-1/6。通过对纳滤透过液和纳滤浓缩液的常规性质、分子量分布、亲疏水性分级、紫外-可见光光谱、三维荧光进行分析,可知纳滤透过液的色度很低,TOC值在200mg/L左右,有机物含量低;然而纳滤透过液的pH值在11-12范围内,全盐量很高,为1.46×105mg/L,NaCl的含量高达7.39×10~4mg/L;纳滤透过液的平均分子量较低,主要含有四种荧光物质,分别为蛋白质、富里酸、腐殖酸和溶解性微生物副产物,其中富里酸的比例最高。分离后得到的纳滤浓缩液表观成深黑色、粘稠而且色度很高;纳滤浓缩液的TOC高达3000mg/L以上,SUVA值较高,表明芳香性有机物含量较高;纳滤浓缩液中HPO-A含量约占一半,有机酸占纳滤浓缩液中有机物的大部分,中极性物质含量较低;BOD5/CODcr低,可生化性差。平均分子量较高,分子量分布很宽。在四种荧光物质中,纳滤浓缩液中富里酸比例最高,腐殖酸其次。基于纳滤透过液的性质,将其作为脱附剂重复使用。结果表明体积相同时,纳滤透过液的脱附能力约是新鲜脱附剂脱附能力的71%,若继续补充17%的纳滤透过液,则脱附能力提高至新鲜脱附剂脱附能力的80%左右。经实验发现,纳滤透过液的脱附能力约是7.2%NaCl浓度的新鲜脱附剂的脱附能力。说明纳滤透过液可以作为脱附剂重复利用,大大减少了新鲜脱附剂的用量且节约了成本,实验了纳滤透过液的资源化利用。根据纳滤浓缩液的性质,比较了5种混凝剂的处理效果,结果表明选用聚合硫酸铁(PFS)混凝剂既经济又高效。因此确定了PFS混凝+Fenton氧化+Ca(OH)2混凝组合工艺。从经济和效果两方面考虑,确定组合工艺的参数为:PFS混凝剂的用量为1000Omg/L, Fe2+用量为500mg/L, H2O2/Fe2+摩尔比为20-30。最终处理出水有机物含量较低,BOD5/CODcr从小于0.1提高至0.4以上,说明纳滤浓缩液的毒性降低,可生化性提高,因此可考虑将处理后的纳滤浓缩液返回到生化系统进行处理。通过模拟活性污泥法实验已证明1‰的处理液(经PFS混凝+Fenton氧化+Ca(OH)2混凝组合工艺处理)不会对生化系统造成影响。由此说明本论文提出的PFS混凝+Fenton氧化+Ca(OH)2混凝组合工艺可行,最终处理出水可进入生化系统处理,从而实现了纳滤浓缩液的有效处理,达到树脂脱附液的资源化利用和零排放的目标。该工艺对其他树脂脱附液的处理具有重要的指导意义。
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