铁炭复合物强化SBR工艺处理含铜镍印染废水研究

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随着城镇工业迅速发展,工业生产排放的印染废水处理问题愈加严峻。如何高效处理印染废水,降低印染废水中污染物已经成为人们广泛关注问题。传统的印染废水处理方法主要分为混凝沉淀法、活性炭吸附法、膜分离技术法等。随着印染废水处理技术的不断革新,活性污泥法处理技术,尤其是序批式活性污泥法(SBR)工艺得以推广和应用。很多环境研究者对SBR工艺进行了改进,使印染废水处理效率明显提升,诸如生物活性炭法、铁强化SBR法等,这些改进工艺在提高污染物处理效果和改善水环境方面,均取得了较好成绩。本论文首先采用污水处理厂二沉池的一定量活性污泥作为种泥,投入SBR装置中进行培养驯化;然后,将驯化后活性污泥耦合污泥活性炭与Fe(NO3)3为原料制备得到的铁炭复合物。以Cu2+和Ni2+为影响因素,探究在不同浓度的重金属离子条件下,铁炭复合物中铁/活性炭浓度比例、铁炭复合物的投加量以及SBR运行参数组合,对印染废水处理效果的影响,并分析功能微生物活性变化与基质降解的动力学过程。实验内容主要可分为以下三个部分:(1)铁炭复合物的制备及投加量确定。通过静态实验确定铁炭复合物的铁与活性炭比例,以及投加浓度,利用扫描电镜观察铁炭复合物的结构性质和活性污泥在铁炭复合物上的分布状况,对制备样品物性进行表征。结果表明:当铁/活性炭浓度比例为2:1及铁炭复合物投加浓度为10 g/L时,制备出的铁炭复合物对废水处理效果最佳。(2)铁炭复合物强化SBR工艺的工艺参数优化。耦合铁炭复合物和SBR法,并调整耦合工艺的运行参数,考察其对进行印染废水处理效果。结果表明:当重金属离子浓度为2 mg/L Ni2+时,应选择的工艺参数组合为3 mg/L溶解氧含量、1/5充水比、20进水碳氮比;当重金属离子浓度为2 mg/L Cu2++5 mg/L Ni2+时,应选择的工艺参数组合为3 mg/L溶解氧含量、1/4充水比、20进水碳氮比;当重金属离子浓度为5 mg/L Cu2++10 mg/L Ni2+时,应选择的工艺参数组合为3mg/L溶解氧含量、1/5充水比、20进水碳氮比。(3)探究铁炭复合物强化SBR工艺降解含重金属的印染废水过程中微生物活性与基质降解的动力学变化。通过测定投加铁炭复合物前后活性污泥中微生物的比耗氧速率(SOUR)变化,同时建立基质去除速率与受重金属离子抑制的微生物比生长速率常数的数学公式,分析铁炭复合物对功能微生物活性影响,找出铁炭复合物耦合SBR工艺降解含重金属的印染废水过程的机制。
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