多孔磁性载体在生物流化床中处理PTA废水的研究

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精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料。在PTA生产过程中产生的废水具有化学需氧量(COD)高、成分复杂、难降解物质多等特点。若将其直接排入环境,会对生态造成严重危害,因此必须予以处理。  现有的生化法处理PTA废水,处理时间长、效率低、产泥量大及能耗大。因此,急需开发低耗、高效、占地面积少的新的PTA废水处理技术。生物流化床法是一种新型的废水处理工艺。它以生物膜为基础,以固定化技术、流态化技术为核心,具有高效率、高负荷、占地面积少等特点,是一种极有发展前途的污水处理工艺。本论文将对流化床中的载体进行制备研究,并将其应用于厌氧流化床和厌氧-好氧流化床耦合工艺,对流化床处理高浓度PTA废水的处理效果、多孔磁性载体的挂膜特性及流化床污泥产率到等情况进行研究,主要的研究结果如下:  (1)对生物流化床中多孔磁性载体的制备进行了初步研究。以膨润土、粉煤灰、磁粉等为原料,添加适量的造孔剂,在1100℃煅烧温度下制备出孔隙率较高、强度好、比重适宜的生物流化床载体,命名为GT-1。通过扫描电镜等分析手段表征多孔磁性载体的显微结构,并测试了多孔磁性载体的物理特性。  (2)对厌氧生物流化床的启动及运行进行研究,实验结果表明:在实验温度24~33℃,采用好氧预挂膜,逐步递增负荷的方式,以GT-1为生物载体,生物流化床系统可在17天内达到较好的启动效果,比非磁性载体少5天。在系统负荷稳定运行期间,PTA进水COD从2500 mg/L上升到6000 mg/L,容积负荷相应地从11.72 kgCOD/(m3·d)提高到23.81 kgCOD/(m3·d),COD和TA的去除率均能保持稳定,COD的去除率维持在60%到75%之间,TA的去除率在65%左右,而非磁性载体的COD去除率在50%左右。  (3)运用厌氧-好氧耦合内循环生物流化床处理PTA废水,其实验结果表明:当系统进水COD浓度为5000 mg/L时,系统负荷均值为7.28 kgCOD/(m3·d)。同时系统在整个过程中污泥产率系数Yobs为0.189 gTSS/gCOD,对照传统活性污泥的污泥产率系数0.5 gTSS/gCOD,A/O生物流化床系统的剩余污泥减量达62.3%。对生物流化床中载体颗粒进行扫描电镜(SEM)分析发现,载体表面孔洞丰富,厌氧床和好氧床载体均表面生物膜生长良好,生物颗粒孔内附着了大量的微生物。说明反应器具有很好的COD去除性能,且实现了污泥减量化。
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