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本课题用活性炭纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)替代生物活性炭技术(BAC)中的颗粒活性炭,用物理循环法将微生物固定在活性炭纤维载体上,形成稳定的生物活性炭纤维 (BACF),并与臭氧氧化结合,形成臭氧-生物活性炭纤维法(O<,3>-BACF)新型水处理技术。比较研究了单独BACF和O<,3>-BACF两种技术处理典型污染物苯酚、苯胺构成的模拟废水和微污染原水的处理效果及生物炭的再生,具体做了以下几方面的工作:
采用筛选和驯化的工程菌,用物理循环法将其固定在活性炭纤维载体上,通过微生物固定方法的研究和参数优化,形成稳定的生物活性炭纤维,以利于发挥活性炭纤维吸附和生物降解两者的协同效应。
用 BACF 柱处理苯酚模拟废水,发现BACF对苯酚的平均去除率高达为97.5﹪,装置运行稳定,表明BACF技术对苯酚首次处理效果良好,出水水质稳定、去除率高。用BACF与O<,3>-BACF分别处理微污染原水,发现O<,3>-BACF对UV<,254>、浊度、COD<,Mn>.的去除率分别为90﹪、95﹪、60﹪,均高于BACF柱,说明O<,3>-BACF技术的水处理能力高,去除效果稳定,单位处理量大。
用BACF与O<,3>-BACF‘分别处理苯胺模拟废水,以及分别做反冲洗与再生实验,发现BACF技术对苯胺首次处理效果良好、稳定。在相同的实验参数条件下,而O<,3>-BACF对苯胺的去除率先上升后下降,略低于BACF的去除率。但是BACF再生效果差,而O<,3>-BACF处理微污染原水、苯胺效果良好,在经过反冲洗后,再生效果良好。有利于循环利用,具备工业使用的经济性和可行性,综合考虑运行成本,O<,3>-BACF 在较大程度上具备很强的优势。
实验证明,O<,3>-BACF技术对水深度处理是可行的。它发挥了臭氧的氧化和灭菌作用、ACF的吸附作用和微生物的降解的共同作用,显著提高有机微污染物的去除率和净水效果,具有出水水质稳定、去除率高等特点。臭氧-生物活性炭纤维技术的研究才刚刚开始,本论文的成果为该项技术的应用提供了理论依据和试验基础,对于该技术的深入研究和未来在有机废水处理甚至推广应用有理论和实践上的指导意义。