生物活性炭去除垃圾渗滤液中有机物机制探析

摘要

生物活性炭(BiologicalActivatedCarbon，BAC)对垃圾渗滤液中有机物的去除分为活性炭吸附和微生物降解两部分，本研究通过比较不同反应器长期运行的COD去除率，检验进水COD浓度、活性炭投加量和种类对BAC反应器处理垃圾渗滤液效果的影响;使用CO2产生量原位测定BAC生物降解有机物量，量化BAC生物再生现象。尝试探析吸附与降解之间的相互影响及其对垃圾渗滤液中有机物去除的作用机制。研究结论如下:
　　SBR的平均COD去除率为12.2％，活性炭投加量分别为30g活性炭a、100g活性炭a、300g活性炭a，和100g活性炭b的四个BAC反应器的COD去除率分别为13.3％，16.3％，22.7％和15.5％，BAC反应器对垃圾渗滤液中有机物的去除效果优于SBR。BAC反应器有机物去除率与活性炭投加量成正相关关系;生物再生量的原位测定结果表明单位重量活性炭生物再生量变化很小，因此，活性炭投加量大的BAC反应器生物再生总量大，可降解更多的有机物。垃圾渗滤液的水质对BAC再生量的影响较大，当进水水样生化性较好时，BAC反应器的生物再生量较大。
　　对BAC去除垃圾渗滤液中有机物机制进行分析认为，废水进入反应器后，易降解有机物被微生物降解，还有一部分有机物被活性炭吸附，剩下的随出水流出。活性炭的吸附作用与吸附容量和有机物浓度有关。积累在活性炭上的一部分有机物可在微生物作用下降解，发生生物再生。积累作用使微生物可降解一部分SBR不能降解的有机物，从而提升有机物去除总量，生物再生是BAC反应器能够部分去除难降解有机物和长期稳定运行的本质原因。
　　实验结果显示，在进水有机负荷下降阶段，BAC反应器内生物再生作用降解的有机物量大于吸附的有机物量，BAC上积累的有机物量不断减少;进水有机负荷稳定阶段，BAC反应器生物再生作用降解的有机物量与吸附的有机物量保持动态平衡，BAC上积累的有机物量基本保持不变，系统可保持长期稳定运行。验证了本研究对BAC去除垃圾渗滤液中有机物机制的认识。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 垃圾渗滤液

1．2．1 垃圾渗滤液水质特征

1．2．2 垃圾渗滤液的危害

1．3 垃圾渗滤液处理技术

1．3．1 土地处理

1．3．2 合并处理

1．3．3 生物处理技术

1．3．4 高级氧化技术

1．3．5 膜分离法

1．3．6 活性炭吸附

1．4 BAC工艺

1．4．1 BAC工艺概述

1．4．2 BAC在水处理中的应用

1．4．3 BAC联用工艺

1．4．4 BAC去除有机物机制

1．5 本课题的研究目的

第二章 实验材料与研究方法

2．1 实验仪器与试剂

2．1．1 主要实验仪器

2．1．2 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 COD的测定

2．2．2 吸附等温线的绘制

2．2．3 其他指标测定方法

2．3 研究内容

2．3．1 BAC去除垃圾渗滤液中有机物的研究

2．3．2 原位测定BAC生物再生量

2．3．3 BAC去除垃圾渗滤液中有机物机制探析

第三章 BAC去除垃圾渗滤液中有机物的研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 反应器运行方法

3．2．2 活性炭生物再生实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 活性炭吸附、SBR与BAC反应器的处理效果比较

3．3．2 BAC运行影响因素的研究

3．3．3 生物再生的研究

3．4 结论

第四章 BAC再生量的原位测定

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 反应器内CO2浓度的测定

4．2．2 CO2产生量的测定

4．2．3 微生物降解有机物CO2产生量的计算

4．2．4 不同水样CO2产生量与COD去除量的关系

4．2．5 生物再生量的计算方法

4．2．6 甲烷的测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 甲烷的测定

4．3．2 CO2浓度变化分析

4．3．3 蔗糖溶液K值测定

4．3．4 垃圾渗滤液K值测定

4．3．5 K值讨论

4．3．6 第200～250周期生物再生量测定

4．3．7 第300～360周期生物再生量测定

4．4 结论

第五章 BAC去除垃圾渗滤液中有机物机制探析

5．1 引言

5．2 BAC去除垃圾渗滤液中有机物机制探析

5．2．1 BAC去除有机物过程分析

5．2．2 BAC运行情况分析

5．3 结论

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 主要创新点

6．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的科研成果

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