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目前我国工业废水污染形式严峻,全国500多条主要河流中,超过80%以上的河流都受到相当程度的污染,其主要原因之一在于大量不同类型难降解工业废水的排放,这种状况不仅对当前我国水环境和人体健康构成巨大的威胁,同时也大大制约了我国相关行业的可持续发展。因此,本文以我国难降解典型工业废水中的代表印染和制药废水为主要处理对象,主要采用微电解和生物技术对该类废水的处理展开研究。主要研究内容和结论如下:(1)铁碳微电解材料的制备、性能测试研究铁碳微电解材料制备条件为Fe203/C质量比为1:1,每100 g原料中,Fe203含量为45 g,碳粉为45 g,TiO2含量为6 g,羧甲基纤维素含量2 g,核桃壳含量2 g,烧结温度900 ℃,烧结时间为1h。通过单因素试验优化铁碳微电解的处理条件,最终得出优化条件:初始pH 3、铁碳投加量66 g/L废水、曝气时间1.5 h、混凝pH和时间分别为11和1.5 h。所制得铁碳微电解材料,静态烧杯试验处理印染、农药、造纸制药废水的化学需要量(COD)去除率分别达到60%、45%、35%和60%以上;对含铬电镀废水中总铬去除率达到90%以上其中对电镀废水中的总铬去除率可达到90%以上,经过自制铁碳微电解材料处理后5种废水的色度均可降至40倍以下。(2)连续铁碳微电解工艺以及铁碳微电解-UASB-SBR(升流式厌氧污泥床-序批式活性污泥)工艺处理实际印染废水的工艺研究连续铁碳微电解工艺对印染废水具有良好的处理效果,对印染废水的COD和色度去除率分别可达60%和70%以上。通过出水回流可降低加碱量,污泥回收利用思路可作为微电解工艺研究开展方向。采用幂函数型动力学方程,进行铁碳微电解降解印染废水COD的拟合,拟合后的铁碳微电解降解COD的动力学方程为:V=2.26x10-9C2.86。单独采用UASB处理实际印染废水,废水会对厌氧处理产生强烈的抑制作用,导致COD去除率和产气量大幅降低。采用铁碳微电解-UASB-SBR,整个工艺对COD去除率可达到91.76%左右。该组合工艺对处理该实际印染废水,表现了较强的耐负荷冲击能力。按照对COD去除的贡献大小排序可得,铁碳微电解>SBR反应器>UASB反应器。预处理铁碳微电解的停留时间控制在10h,可与后续UASB-SBR进行有效组合。(3)适用于高碱性印染废水的铝碳微电解材料制备以及应用研究采用高温烧结技术制备多孔铝碳一体化微电解材料,最终优化的制备条件为Al/C质量比为1.26,铝粉质量分数为500%,活性炭质量分数为39.68%,催化剂Ti02质量分数为4.78%,粘合剂羧甲基纤维素质量分数为2%,制孔剂核桃壳粉质量分数为3.54%,铝碳微电解材料的烧结时间为88.51 min,烧结温度为500 ℃。处理该类废水优化后的处理条件为:初始pH为12,反应时间为9 h,铝碳微电解投放量为200 g/L。连续铝碳微电解处理高碱性的实际印染废水,稳定运行阶段,COD和NH4+-N去除率可达到500%以上,色度去除率可达到68%以上,废水的可生化性得到显著改善。(4)PVA生物技术(聚乙烯醇的凝胶小球作为生物载体)与微电解在印染废水及制药废水的拓展研究①在厌氧处理制药废水方面,采用1#UASB装载PVA颗粒污泥,2#UASB装载传统颗粒污泥,3#UASB装载活性炭强化的颗粒污泥,进行了以上三种UASB的对比研究。驯化阶段所用时长为:1#用时30天,2#和3#用时为47天。当容积负荷提高到7 kg COD/(m3.d)时,1#、2#和 3#UASB 的 COD 去除率分别为69%～75%(偏差 1.8%)、46%～69%(偏差 8.6%)和61%-73%(偏差4.00%)。从1#到3#可达到的最高容积负荷为12、7和8 kg COD/(m3.d)。高通量测序结果表明Levilinea,Syntrophorhabdus,Desulfovibrio和Acetobacterium是三个反应器的优势菌种,1#颗粒污泥的的菌群丰度比2#和3#高;②PVA好氧工艺处理实际印染废水,PVA工艺的容积负荷达到2.2 kg COD.m-3·d-1,PVA好氧工艺COD平均去除率达到85%左右,最终出水稳定在100-200mg/L。在长期稳定运行期间,剩余污泥产率仅为0.083 kg MLSS/(kg COD),远低于传统的活性污泥法(0.5 kgMLSS/(kg COD));③微电解工艺的改进以及与PVA好氧工艺联用研究发现,将微电解反应器的底部改进为反渗透过滤池,将连续曝气微电解改进为缺氧与好氧组合微电解,改进后的微电解工艺可降低能耗和反冲洗的水量,处理实际印染废水的COD去除率稳定在60%以上。微电解联合PVA好氧工艺处理印染废水,进水COD浓度在500-660mg/L之间,经过微电解之后出水在140～380 mg/L之间,在经过PVA工艺之后出水在68-140mg/L之间。经过组合工艺处理后,COD去除率可达73%-84%之间。