曝气生物滤池处理CMC退浆废水的研究

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在水资源日益匮乏的环境下,对废水的有效治理控制及回用成为节约用水可行的方法之一。我国作为纺织第一大国,纺织印染废水产量大,污染物浓度大,且较难降解有机物含量高,对环境污染严重。其中退浆废水水量及污染物含量占比很大,做好印染退浆废水的处理及回用对保护生态环境和节约水资源有益。CMC作为退浆废水特征污染物之一,是退浆废水处理的难点。如何对该废水进行高效处理,是目前纺织印染企业和研究人员面临的困惑和挑战。实验选用在废水深度处理领域应用较广的曝气生物滤池(BAF)工艺处理CMC退浆废水,采用陶粒滤料和活性炭滤料两组曝气生物滤池处理CMC退浆废水,在相同工艺条件下,对比分析两组BAF工艺的运行效果,比较分析两组滤料的特性优势,选择更合适的工艺填料;在不同气水比、水力负荷等影响因素条件下,研究BAF工艺处理CMC退浆废水的运行效果,以及不同高度滤柱对CMC的沿程降解特性、微生物特性,微生物量、活性与污染物变化之间的关系;实验在最优工艺条件下,研究CMC的去除方式和沿程变化规律。研究结果可为含CMC废水的处理研究提供理论参考和数据依据。本研究的主要结论如下:1.通过在相同工艺条件下,比较分析两组BAF在挂膜驯化及对污染物的处理效果,陶粒曝气生物滤池的生物膜量更大,对污染物的去除率更高,对CMC的降解量更大,但活性炭曝气生物滤池的吸附性能更强,对CMC退浆废水浊度的去除效果更好。综合比较,陶粒滤料更适合于BAF工艺处理CMC退浆废水。2.通过调节气水比、水力负荷等影响因素,分析BAF工艺的运行效果变化规律,优选出曝气生物滤池最佳工艺参数:气水比4:1、水力负荷0.071m3/(m2·h)左右、pH控制在7.0-8.0之间,实验温度为20-30°C。3.综合考虑在不同气水比和水力负荷条件下,两组滤池对CMC、CODCr和浊度的去除效果,选择在气水比为4:1,水力负荷为0.071m3/m2·h的工艺条件下,BAF工艺对CMC退浆废水的处理效果最好,此时陶粒滤池对CODCr、CMC和浊度的平均去除率分别约为72%、65%和82%,活性炭滤池对应的平均去除率分别约为67%、62%和84%。4.通过分析不同工艺条件下两组BAF工艺对CMC、CODCr和浊度等污染物的沿程降解变化规律,BAF工艺对CMC的去除主要发生在滤柱的1.3m以下区域,而1.5m以下为CODCr的高效去除区域,1.1m以下为滤池的浊度高效去除区。综合分析曝气生物滤池对污染物的高效去除高度,选择填料高度不低于1.5m较为合理。5.通过脂磷法检测滤柱的微生物膜量以及采用TTC-脱氢酶活性法测定微生物活性,两组滤池中微生物量及活性的变化规律相似,滤池沿程单位微生物含量、活性与滤池的高度成反比,且滤池底部微生物量及活性最大。6.通过两组滤池微生物量、微生物活性与各沿程段CMC和CODCr浓度相关性分析,CMC和CODCr在各个沿程段与微生物量、活性的线性相关性较高,浊度与微生物量及活性的相关性较差,CMC和CODCr的变化与微生物量、微生物活性之间的相互影响较大,浊度与微生物量、微生物活性之间的相互影响较小。7.在BAF工艺中,CMC的去除主要依靠生物吸附和生物降解两种作用,并且主要依靠生物吸附作用去除,生物降解比例不高,1#滤池生物降解部分有23.2%,2#滤池生物降解部分只有16.3%,两组生物滤池中CMC生物降解部分仅占总去除率的34.7%和26.1%。8.两组滤池的0.9m以下区域为CMC的高效吸附区,1#滤池和2#滤池在此区域的吸附比例均占总吸附去除率的90%左右,随着高度的增加,CMC的吸附量下降。在滤柱0.9m以下区域会有大量CMC富集,保持较高的水力停留时间对于高效降解CMC有利。
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