水解酸化—生物接触氧化处理印染废水的试验研究
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摘要
印染废水具有污染物浓度高、色度高、成份复杂、水质多变的特点,一直是工业废水治理中的重点和难点之一。本试验采用水解酸化一生物接触氧化工艺对印染废水处理进行研究,分析废水COD, BOD5、pH、色度等指标的去除效果和变化规律,获得了该工艺的有效设计和运行参数。
本试验首先对水解酸化池和生物接触氧化池进行启动,其中对于生物接触氧化池采用活性污泥挂膜法进行挂膜,经过35天的运行和培养,生物膜生长良好,处理效果稳定,COD去除率达到90%。实验结果表明:水解酸化池对COD去除率在15%～20%左右,生物接触氧化池对COD的去除起主要作用,总去除率可达75%左右。
本试验研究了水解酸化—生物接触氧化工艺在不同运行方式下对于人工模拟印染废水的处理效果:连续进水时,最佳水力停留时间(HRT)为12h,容积负荷(Nv)约2.12kgCOD/m3·d,此时出水COD、氨氮、色度去除率分别可达92.6%、58.9%、87.2%;间歇进水时,日进水2次、采取非限制性曝气、累计曝气时间12h时的运行方式最佳,此时出水COD、氨氮、色度去除率分别可达94.0%、59.5%、81.3%。试验期间,在连续进水和间歇进水条件下,整个试验装置出水水质及各项指标均能达到《纺织染整工业水污染排放标准》(GB4287-92)的二级标准。
Dyeing and printing wastewater are typecial of high concentration of pollutant, heavy chromaticity colour and changes of quantity and water quality.In the experiment,the research is focus on the treatment of dyeing wastewater by hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process,measure the COD,BOD5,pH and chromaticity colour of the waste water and analyze the result and the variation regulations ,in order to find out a viable technique route and get a valid design and controlling parameter of the model.
In the experiment, hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process starts by the method of feeding and culture.After about 35 days,the biofilm grows well and the removal rate of COD is above 90%.The results of experiment shows:about 15%～20% of the total COD is removed by hydrolytic acidifier,and up to 75% of the total COD is removed by biological contact oxidation pond which plays a important role in the process.
In the experiment,the treatment of dyeing wastewater by hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process under different operational condition is studied.Under continuous inflow, the most effective and economical HRT is 12 hours when the volume loading is about 2.12kgCOD/m3·d.In this condition, the removal rate of COD is about 92.6%, the removal rate of NH3-N is about 58.9%, and the removal rate of chromaticity colour is about 87.2%.Under intermittent inflow,the most effective and economical operational condition is inflowing twice and aerating 12 hours a day.In this condition, the removal rate of COD is about 94.0%, the removal rate of NH3-N is about 59.5%, and the removal rate of chromaticity colour is about 81.3%. In the experiment, whether operational condition is under continuous inflow or intermittent inflow, each index of the effluent of the process meets the secondary standard of discharge standard for water pollutant for dyeing and finishing of textile industy.
本试验首先对水解酸化池和生物接触氧化池进行启动,其中对于生物接触氧化池采用活性污泥挂膜法进行挂膜,经过35天的运行和培养,生物膜生长良好,处理效果稳定,COD去除率达到90%。实验结果表明:水解酸化池对COD去除率在15%～20%左右,生物接触氧化池对COD的去除起主要作用,总去除率可达75%左右。
本试验研究了水解酸化—生物接触氧化工艺在不同运行方式下对于人工模拟印染废水的处理效果:连续进水时,最佳水力停留时间(HRT)为12h,容积负荷(Nv)约2.12kgCOD/m3·d,此时出水COD、氨氮、色度去除率分别可达92.6%、58.9%、87.2%;间歇进水时,日进水2次、采取非限制性曝气、累计曝气时间12h时的运行方式最佳,此时出水COD、氨氮、色度去除率分别可达94.0%、59.5%、81.3%。试验期间,在连续进水和间歇进水条件下,整个试验装置出水水质及各项指标均能达到《纺织染整工业水污染排放标准》(GB4287-92)的二级标准。
Dyeing and printing wastewater are typecial of high concentration of pollutant, heavy chromaticity colour and changes of quantity and water quality.In the experiment,the research is focus on the treatment of dyeing wastewater by hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process,measure the COD,BOD5,pH and chromaticity colour of the waste water and analyze the result and the variation regulations ,in order to find out a viable technique route and get a valid design and controlling parameter of the model.
In the experiment, hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process starts by the method of feeding and culture.After about 35 days,the biofilm grows well and the removal rate of COD is above 90%.The results of experiment shows:about 15%～20% of the total COD is removed by hydrolytic acidifier,and up to 75% of the total COD is removed by biological contact oxidation pond which plays a important role in the process.
In the experiment,the treatment of dyeing wastewater by hydrolytic acidifier—biological contact oxidation process under different operational condition is studied.Under continuous inflow, the most effective and economical HRT is 12 hours when the volume loading is about 2.12kgCOD/m3·d.In this condition, the removal rate of COD is about 92.6%, the removal rate of NH3-N is about 58.9%, and the removal rate of chromaticity colour is about 87.2%.Under intermittent inflow,the most effective and economical operational condition is inflowing twice and aerating 12 hours a day.In this condition, the removal rate of COD is about 94.0%, the removal rate of NH3-N is about 59.5%, and the removal rate of chromaticity colour is about 81.3%. In the experiment, whether operational condition is under continuous inflow or intermittent inflow, each index of the effluent of the process meets the secondary standard of discharge standard for water pollutant for dyeing and finishing of textile industy.
引文
[1]李亚峰.厌氧+接触氧化+物化处理印染废水[J].中国环保产业,2005,(11): 26-27.
[2]魏铁军.印染废水处理的工艺选择[J].内蒙古环境科学,2007,(19)1:53-55.
[3]张林生.印染废水处理技术及典型工程[M].北京:化学工业出版社,2005.5:16-22,40-45.
[4]戴日成等.印染废水水质特征及处理技术综述[J].工业给排水,2000,(26)10:33-36.
[5]张旋等.印染废水处理技术的研究进展[J].山东轻工业学院学报,2007,21(1):73-75.
[6]Mckay G etal. Absorbing dye wastewater with activated carbon[J].Colorage,1988,73(10):35-36.
[7]马志毅,张国洪.处理染色废水专用活性炭研究[J].环境科学学报,1997(3):328-333.
[8] Ramakrishna, Konduru R., Viraraghavan, T.Dye Removal Using Low Cost Adsorbents[J]. Water Science and Technology,1997,36(2-3):189～196.
[9]周红等.印染废水处理技术的研究现状与展望[J].中国非金属矿工业导刊,2007,59(1):60-62.
[10]金芸,游革新.印染废水处理新进展[J].武汉科技学院学报,2005,18(9):50-52.
[11]Jiratananon Ratana etal.Performance evaluation of nano-filtration membranes for treatment of effluents containing reactive dye and salt[J]. Desalination,2000,130(2):177-183.
[12],徐南平等.氢氧化镁吸附-陶瓷膜微滤对印染废水脱色的研究[J] .膜科学与技术, 1999, 25(7): 42-44.
[13]郭明远,杨牛珍.纳滤膜分离活性染料溶液的研究[J].水处理技术,1996,(2):97-99.
[14]陶媛,胡棋昊,王黎明等.超声技术降解染料废水的实验研究[J].高电压技术,2002,28(120):47-56.
[15]甘光奉,甘利.无机高分子絮凝剂研究的进展[J].工业水处理,1999,19(2):6-7.
[16]汪学英,曾小君,郑裙.新型脱色絮凝剂(KD-800 )处理印染废水的研究[J] .工业用水与废水,2004,35(3):189-192.
[17]嵇鸣,赵宜江,张艳,等.氢氧化镁对印染废水脱色处理[J].水处理技术,2000,26(4):245-248.
[18]景晓辉等.印染废水处理技术的研究与进展[J].南通大学学报(自然科学版),2005,4(3):18-21.
[19]熊道陵、林俊.印染废水处理技术研究进展[J].江西化工,2007,(4):51-53.
[20]卢宁川,府灵敏.臭氧处理印染废水的方法研究[J].江苏环境科技,2002,15(2):1-2.
[21]崔淑兰,王峰云.铁屑-双氧水氧化法处理染料废水[J].环境保护,1990,12:10-11.
[22]Epling G A,Lin C.Photoassisted bleaching of dyesutiliz TiO2 and visible light[J].Chemosphere,2002,46:561-57.
[23]Cheng M Y etal.Degradation of azod procion red MXO5B by photocatalytic oxidation[J].Chemosphere,2002,46(6):905-912.
[24]傅平青,程鸿德.印染废水治理研究现状[J].地质地球化学, 2001, 29(4): 86—91.
[25]李大鹏.电化学氧化处理印染废水的过程和特性[J].中国给水排水,2002,18(5):6-9.
[26]陈武等.三维电极电化学方法处理印染废水实验研究[J].工业水处理,2004,24(8):43-45.
[27]刘梅红.印染废水处理技术研究进展[J].纺织学报,2007,28(1):116-119.
[28]尤隽等.厌氧/缺氧/好氧工艺处理印染废水[J].中国给水排水,2007,23(18):63-64.
[29]胡祺昊等.高压脉冲放电降解染料废水的实验研究[J].清华大学学报(自然科学版),2002,42(9): 148-150.
[30]李胜利,李劲.用高压脉冲放电等离子体处理印染废水的研究[J].中国环境科学,1996,16(1) : 73-76.
[31]魏建斌等.印染废水生物脱色研究现状及展望[J].污染防治技术,2003,16(4):87-91.
[32]阎金霞,成庆利.印染废水治理技术研究[J].清洁生产,2006,28(8):23-26.
[33]初春生.气化废水水解酸化一厌氧一好氧工艺生产性试验研究,煤炭技术,2002,21(5):615-620.
[34] W.W.Eckenfelder,Inderstrial Water Pollution Control[M],McGraw-Hi11 Book Company, New York:1989.
[35]郑元景等,污水厌氧生物处理[M],中国建筑工业出版社,1988年:300-320.
[36]郭迎庆.水解酸化—生物接触氧化—混凝气浮工艺处理印染废水[J].环境工程,2005,23(6):30-33.
[37]禹耀萍、周大军[0].水解酸化过程对印染废水可生化性的影响分析[J].中原工学院学报,2007,18(3):45-47.
[38]金建华、柴晓煜.水解酸化—接触氧化工艺处理印染废水技术探讨[J].中国水运,2006,4(11):52-53.
[39]郑元景等,生物膜法处理污水[M],中国建筑工业出版社,1986:300-310.
[40]上海市环境保护局,废水生化处理[M],同济大学出版社,1999:75-77.
[41]国家环境保护局,生物接触氧化处理废水技术[M].中国环境科学出版社,1991:12-20.
[42]高延耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999:141-144,124-126.
[43]丛书总,聂梅生编著.生物膜法污水处理技术「M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[44]赖万东.接触氧化污水处理技术的研究现状与展望[J].四川环境,2005, 24(1):74-76.
[45]Winterbottom J M etal.Photocatalyzed oxida-tion of phenol in water using a cocurrent downflow contactor reactor(CDCR)[J].EnvironmentalProgress,1997,16(2):125-131.
[46]王权,刘志鹏.生物接触氧化法在悬浮法PVC母液处理中的应用[J].聚氯乙烯,2007(12):43-45.
[47]肖广全等.微波—生物接触氧化法处理制药废水的研究[J].中国给水排水,2006,22(11):76-79.
[48]王新刚等.混凝—接触氧化处理印刷电路板废水[J].中国给水排水,2006,22(16):67-68.
[49]张菊萍,一种新型悬浮填料的性能实验研究.安全与环境学报[J],2002, 2(5):42-44.
[50]刘翔.生物接触氧化法处理污水的一种新型填料—悬浮性填料[J].重庆环境科学,1999, 21(4):42-43.
[51]梅翔.微污染水源生物接触氧化处理工艺中几种填料处理效果的初步比较[J].给水排水,1999, 25(5):1-3.
[52]王松.水解酸化-生物接触氧化工艺处理印染废水的试验研究[D],武汉:武汉理工大学,2005:19-22.
[53]许芝等.不同填料影响生物接触氧化工艺处理效果的研究[J].净水技术,2007,26(5):55-58.
[54]周群英等.环境工程微生物学[M].北京:高等教育出版社,2000:232-234.
[55]汪艳霞.生物接触氧化填料性能研究[M].太原理工大学硕士学位论文,2004.5.
[56]员军锋,李善平.曝气生物滤池反应器的新型挂膜方法[J].环境工程.2003,21(2):22-24.
[57]滕济林等.废水处理新型填料的挂膜试验研究[[J].电力建设.2002,2:54-57.
[58]田建开,张文俊.两段生物氧化法处理城市污水[J].中国给水排水,2003,19(11):64-66.
[59]朱亮等.水处理工程运行与管理,化学工业出版社,2004:168-174.
[60]Pujol R, Lemmel H,Gousailles M. A keypoint of nitrification inan upflow biofiltration reactor. Wat. Sci. Tech., 1998, 38(3):43~49.
[61]邱立平等.水力停留时间对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响[J].环境污染与防治,2004,26(6):433-436.
[62]金若菲等.固定化工程菌对偶氮染料脱色及强化作用[J].环境科学,2007,28(11):2598-2602.
[63]李培睿等.靛蓝胭脂红脱色酵母菌的筛选及研究[J].染料与染色,2007,44(5):54-56.
[64]Lucas M S et al. Biodegradation of thediazo dye Reactive Black 5 by a wild isolate of Candida oleophila[J]. Enzyme Microbiology Technology, 2006,39(1):51~55.
[65] Chen B Y. Understanding decolorization characteristics of reactive azo dyes by Pseudomonas luteola: toxicity and kinetics [J]. ProcessBiochemistry, 2002,38(3):437~446.
[66] Jurgen M, Andreas K, Angelika E,et al. A New Alkali-Thermostable Azoreductase from Bacillussp. Strain SF [ J].Applied and Environmental Microbiology, 2004,70(2):837~844.
[67] Blumel S, Knackmuss H J, Stolz A. Molecular cloning and characterization of the gene coding for the aerobic azoreductase from Xenophilus azovoransKF46F[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2002,68(8):3948~3955.
[68]徐向阳等.高效脱色菌的特性及其在染化废水厌氧处理中的生物强化作用[J].中国沼气,2001,19(2):3-7.
[69]Kennedy MS , Grammas J, Arbuckle W B. PCP degradation using Bioaugmentation[J].Research J WPCF .1990,5(62):227-234.
[70]郝鲁江,许平.微生物在染料脱色中的应用及其机理[J].山东轻工业学院学报,2001,15(2):52-56.
[71]李庄等.偶氮染料废水处理研究现状及其发展方向[J].湖南化工,2000,30(6):12-15.
[72]顾夏声.废水生物处理数学模式(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1993.7
[2]魏铁军.印染废水处理的工艺选择[J].内蒙古环境科学,2007,(19)1:53-55.
[3]张林生.印染废水处理技术及典型工程[M].北京:化学工业出版社,2005.5:16-22,40-45.
[4]戴日成等.印染废水水质特征及处理技术综述[J].工业给排水,2000,(26)10:33-36.
[5]张旋等.印染废水处理技术的研究进展[J].山东轻工业学院学报,2007,21(1):73-75.
[6]Mckay G etal. Absorbing dye wastewater with activated carbon[J].Colorage,1988,73(10):35-36.
[7]马志毅,张国洪.处理染色废水专用活性炭研究[J].环境科学学报,1997(3):328-333.
[8] Ramakrishna, Konduru R., Viraraghavan, T.Dye Removal Using Low Cost Adsorbents[J]. Water Science and Technology,1997,36(2-3):189～196.
[9]周红等.印染废水处理技术的研究现状与展望[J].中国非金属矿工业导刊,2007,59(1):60-62.
[10]金芸,游革新.印染废水处理新进展[J].武汉科技学院学报,2005,18(9):50-52.
[11]Jiratananon Ratana etal.Performance evaluation of nano-filtration membranes for treatment of effluents containing reactive dye and salt[J]. Desalination,2000,130(2):177-183.
[12],徐南平等.氢氧化镁吸附-陶瓷膜微滤对印染废水脱色的研究[J] .膜科学与技术, 1999, 25(7): 42-44.
[13]郭明远,杨牛珍.纳滤膜分离活性染料溶液的研究[J].水处理技术,1996,(2):97-99.
[14]陶媛,胡棋昊,王黎明等.超声技术降解染料废水的实验研究[J].高电压技术,2002,28(120):47-56.
[15]甘光奉,甘利.无机高分子絮凝剂研究的进展[J].工业水处理,1999,19(2):6-7.
[16]汪学英,曾小君,郑裙.新型脱色絮凝剂(KD-800 )处理印染废水的研究[J] .工业用水与废水,2004,35(3):189-192.
[17]嵇鸣,赵宜江,张艳,等.氢氧化镁对印染废水脱色处理[J].水处理技术,2000,26(4):245-248.
[18]景晓辉等.印染废水处理技术的研究与进展[J].南通大学学报(自然科学版),2005,4(3):18-21.
[19]熊道陵、林俊.印染废水处理技术研究进展[J].江西化工,2007,(4):51-53.
[20]卢宁川,府灵敏.臭氧处理印染废水的方法研究[J].江苏环境科技,2002,15(2):1-2.
[21]崔淑兰,王峰云.铁屑-双氧水氧化法处理染料废水[J].环境保护,1990,12:10-11.
[22]Epling G A,Lin C.Photoassisted bleaching of dyesutiliz TiO2 and visible light[J].Chemosphere,2002,46:561-57.
[23]Cheng M Y etal.Degradation of azod procion red MXO5B by photocatalytic oxidation[J].Chemosphere,2002,46(6):905-912.
[24]傅平青,程鸿德.印染废水治理研究现状[J].地质地球化学, 2001, 29(4): 86—91.
[25]李大鹏.电化学氧化处理印染废水的过程和特性[J].中国给水排水,2002,18(5):6-9.
[26]陈武等.三维电极电化学方法处理印染废水实验研究[J].工业水处理,2004,24(8):43-45.
[27]刘梅红.印染废水处理技术研究进展[J].纺织学报,2007,28(1):116-119.
[28]尤隽等.厌氧/缺氧/好氧工艺处理印染废水[J].中国给水排水,2007,23(18):63-64.
[29]胡祺昊等.高压脉冲放电降解染料废水的实验研究[J].清华大学学报(自然科学版),2002,42(9): 148-150.
[30]李胜利,李劲.用高压脉冲放电等离子体处理印染废水的研究[J].中国环境科学,1996,16(1) : 73-76.
[31]魏建斌等.印染废水生物脱色研究现状及展望[J].污染防治技术,2003,16(4):87-91.
[32]阎金霞,成庆利.印染废水治理技术研究[J].清洁生产,2006,28(8):23-26.
[33]初春生.气化废水水解酸化一厌氧一好氧工艺生产性试验研究,煤炭技术,2002,21(5):615-620.
[34] W.W.Eckenfelder,Inderstrial Water Pollution Control[M],McGraw-Hi11 Book Company, New York:1989.
[35]郑元景等,污水厌氧生物处理[M],中国建筑工业出版社,1988年:300-320.
[36]郭迎庆.水解酸化—生物接触氧化—混凝气浮工艺处理印染废水[J].环境工程,2005,23(6):30-33.
[37]禹耀萍、周大军[0].水解酸化过程对印染废水可生化性的影响分析[J].中原工学院学报,2007,18(3):45-47.
[38]金建华、柴晓煜.水解酸化—接触氧化工艺处理印染废水技术探讨[J].中国水运,2006,4(11):52-53.
[39]郑元景等,生物膜法处理污水[M],中国建筑工业出版社,1986:300-310.
[40]上海市环境保护局,废水生化处理[M],同济大学出版社,1999:75-77.
[41]国家环境保护局,生物接触氧化处理废水技术[M].中国环境科学出版社,1991:12-20.
[42]高延耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,1999:141-144,124-126.
[43]丛书总,聂梅生编著.生物膜法污水处理技术「M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[44]赖万东.接触氧化污水处理技术的研究现状与展望[J].四川环境,2005, 24(1):74-76.
[45]Winterbottom J M etal.Photocatalyzed oxida-tion of phenol in water using a cocurrent downflow contactor reactor(CDCR)[J].EnvironmentalProgress,1997,16(2):125-131.
[46]王权,刘志鹏.生物接触氧化法在悬浮法PVC母液处理中的应用[J].聚氯乙烯,2007(12):43-45.
[47]肖广全等.微波—生物接触氧化法处理制药废水的研究[J].中国给水排水,2006,22(11):76-79.
[48]王新刚等.混凝—接触氧化处理印刷电路板废水[J].中国给水排水,2006,22(16):67-68.
[49]张菊萍,一种新型悬浮填料的性能实验研究.安全与环境学报[J],2002, 2(5):42-44.
[50]刘翔.生物接触氧化法处理污水的一种新型填料—悬浮性填料[J].重庆环境科学,1999, 21(4):42-43.
[51]梅翔.微污染水源生物接触氧化处理工艺中几种填料处理效果的初步比较[J].给水排水,1999, 25(5):1-3.
[52]王松.水解酸化-生物接触氧化工艺处理印染废水的试验研究[D],武汉:武汉理工大学,2005:19-22.
[53]许芝等.不同填料影响生物接触氧化工艺处理效果的研究[J].净水技术,2007,26(5):55-58.
[54]周群英等.环境工程微生物学[M].北京:高等教育出版社,2000:232-234.
[55]汪艳霞.生物接触氧化填料性能研究[M].太原理工大学硕士学位论文,2004.5.
[56]员军锋,李善平.曝气生物滤池反应器的新型挂膜方法[J].环境工程.2003,21(2):22-24.
[57]滕济林等.废水处理新型填料的挂膜试验研究[[J].电力建设.2002,2:54-57.
[58]田建开,张文俊.两段生物氧化法处理城市污水[J].中国给水排水,2003,19(11):64-66.
[59]朱亮等.水处理工程运行与管理,化学工业出版社,2004:168-174.
[60]Pujol R, Lemmel H,Gousailles M. A keypoint of nitrification inan upflow biofiltration reactor. Wat. Sci. Tech., 1998, 38(3):43~49.
[61]邱立平等.水力停留时间对曝气生物滤池处理效能及运行特性的影响[J].环境污染与防治,2004,26(6):433-436.
[62]金若菲等.固定化工程菌对偶氮染料脱色及强化作用[J].环境科学,2007,28(11):2598-2602.
[63]李培睿等.靛蓝胭脂红脱色酵母菌的筛选及研究[J].染料与染色,2007,44(5):54-56.
[64]Lucas M S et al. Biodegradation of thediazo dye Reactive Black 5 by a wild isolate of Candida oleophila[J]. Enzyme Microbiology Technology, 2006,39(1):51~55.
[65] Chen B Y. Understanding decolorization characteristics of reactive azo dyes by Pseudomonas luteola: toxicity and kinetics [J]. ProcessBiochemistry, 2002,38(3):437~446.
[66] Jurgen M, Andreas K, Angelika E,et al. A New Alkali-Thermostable Azoreductase from Bacillussp. Strain SF [ J].Applied and Environmental Microbiology, 2004,70(2):837~844.
[67] Blumel S, Knackmuss H J, Stolz A. Molecular cloning and characterization of the gene coding for the aerobic azoreductase from Xenophilus azovoransKF46F[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2002,68(8):3948~3955.
[68]徐向阳等.高效脱色菌的特性及其在染化废水厌氧处理中的生物强化作用[J].中国沼气,2001,19(2):3-7.
[69]Kennedy MS , Grammas J, Arbuckle W B. PCP degradation using Bioaugmentation[J].Research J WPCF .1990,5(62):227-234.
[70]郝鲁江,许平.微生物在染料脱色中的应用及其机理[J].山东轻工业学院学报,2001,15(2):52-56.
[71]李庄等.偶氮染料废水处理研究现状及其发展方向[J].湖南化工,2000,30(6):12-15.
[72]顾夏声.废水生物处理数学模式(第二版)[M].北京:清华大学出版社,1993.7