组合SBR法处理含活性艳兰KN-G印染废水的研究

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本文对比研究了三种SBR组合工艺对含活性艳兰KN-G印染废水的处理效果,得到对活性艳兰KN-G和氮、磷等污染物均有良好处理效果的最佳SBR组合工艺,并通过正交试验确定了最佳组合工艺的优化工艺参数。在此基础上,通过序批式试验对SBR系统中活性艳兰KN-G的吸附与降解特性进行了较为全面的分析,确定了其吸附去除动力学模型,并得到硫酸钠浓度、pH值、温度等因素对活性艳兰KN-G吸附去除的影响规律。本研究选择的三种污水处理组合SBR工艺分别是:1#工艺—好氧SBR((O)SBR),2#工艺—厌氧、好氧、缺氧多级交替SBR((A/O)3SBR)和3#工艺—厌氧、好氧SBR((A/O)SBR)。通过改变各SBR组合体系的水力停留时间、泥龄等工艺参数,发现:随着水力停留时间、泥龄的延长,活性艳兰KN-G去除率呈明显上升趋势;2#工艺((A/O)3SBR)中活性艳兰KN-G、TN的去除率以及出水B/C指标均优于其它两种工艺。为确定(A/O)3SBR组合工艺的最佳工艺参数,本文通过正交试验方法,研究了水力停留时间、泥龄、好氧/缺氧总时间比三因素对活性艳兰KN-G去除效果的影响,得到了试验条件下的优化值,即水力停留时间36h、泥龄25d、好氧/缺氧总时间比0.9。在优化工艺条件下,对《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2008(征求意见稿)中的主要指标进行监测分析得到,能达到国家现有企业排放标准,除个别指标(BOD5、色度)外,其余指标能达到新建企业的排放标准,可为现有企业的改造和升级提供理论依据和技术参数。在得到优化工艺参数的基础上,计算了优化工艺(AO)3SBR中吸附与降解对活性艳兰KN-G去除的贡献,确定活性艳兰KN-G去除的主要途径是生物吸附,因此本文分别采用线性、Freundlich和Langmuir模型对活性污泥吸附活性艳兰KN-G进行拟合分析。从准确性和稳定性两方面对比分析,Freundlich方程更适合描述活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附。研究结果表明:活性艳兰KN-G吸附过程较符合准二级动力学模型;活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附过程主要由颗粒内扩散和膜扩散联合控制;吸附活化能E值在40kJ·mol-1以下,即活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附作用中物理吸附占主导作用;吸附焓⊿H0和熵⊿S0大于0,即对染料的吸附主要为吸热过程。研究还发现,硫酸钠的加入、pH值、温度对活性污泥吸附活性艳兰KN-G都有较大的影响。pH值与吸附量呈负相关。Na2SO4的加入使吸附剂中的分布系数D增大,从而提高了吸附剂的染料吸附量。在低于60℃时,升高温度有利于染料的吸附。最后,利用UV-Vis、FTIR技术,分析了活性艳兰KN-G染料的降解途径以及初步的降解产物组成。UV-Vis分析结果表明:出水在300-340nm和600-700nm之间的吸收峰与进水相比降低较明显,但吸收峰仍存在,说明酞菁结构物质并未完全降解,活性污泥对其去除主要是通过生物吸附,其结果与计算分析所得一致。FTIR分析结果表明降解产物中可能含有苯胺。
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