水解酸化—接触氧化—BAF处理混合印染废水研究

摘要

染料印染废水具有生物毒性大、成分复杂、可生化性差等特点，属于难降解工业废水。对印染废水的处理也是目前工业废水处理研究的热点问题。目前对印染废水的处理工艺多为水解酸化-接触氧化工艺。然而印染废水可生化性差并且具备一定的生物毒性，因此对单一的印染废水进行处理的效果并不能够满足排放要求。针对一些村镇染料印染工业企业的实际情况，根据共代谢理论，可以考虑用将生活污水与染料印染废水按一定比例相混合的方法来提高染料废水的可生化性，继而提高生物处理系统对印染废水的处理能力。
　　 本文考察了用不同比例印染废水进水对生物反应系统运行效能的影响。并且比较了传统A/O工艺和水解酸化-接触氧化工艺对混合废水的处理情况。综合分析确定进水条件。试验在为期60d的运行过程中逐步提高印染废水在模拟混合废水中的比例进行进水。结果表明，当混合废水中印染废水比例升高为40％时，传统A/O反应器出水中平均氨氮浓度为14.82mg/L，CODcr浓度为117.71mg/L，色度为250倍。而相同条件下，水解酸化-接触氧化反应器在印染废水比例为40％时出水氨氮浓度为4.97mg/L，CODcr浓度为48.65mg/L，出水色度为120倍。表明水解酸化-接触氧化反应器的处理效果要明显优于传统A/O反应器。利用水解酸化反应器处理印染废水所占比例为50％的混合废水，出水氨氮平均浓度为8.80mg/L，CODcr浓度为77mg/L，出水色度为200倍。继续提高印染废水比例，反应器出水水质随之变差。
　　 采用曝气生物滤池(BAF)对接触氧化-水解酸化工艺出水进行深度处理试验表明，经BAF处理后，接触氧化-水解酸化反应器出水中的氨氮、CODcr、色度经BAF反应器处理后，浓度分别降低。BAF处理后，平均氨氮浓度由9.01mg/L降至2.00mg/L以下；平均CODcr浓度为78.01mg/L降低为30.00mg/L左右；色度由进水中的200倍降至20倍。说明以BAF作为对水解酸化-接触氧化反应器出水的进一步处理设施，可以提高出水水质使其符合《污水综合排放标准》一级标准要求。而且通过对比曝气生物滤池中生物膜与普通污水厂活性污泥对二级处理出水深度脱色试验得知，在保持生物量相同、反应环境相同的情况下，曝气生物滤池中生物表现出更强的对难降解染料分子的降解能力。说明在BAF的启动及运行阶段，填料表面生长了适宜降解印染废水的微生物群体。
　　 为满足不同工程应用的技术需求，试验还研究了臭氧催化对水解酸化-接触氧化出水的进一步处理能力，研究催化臭氧氧化催化剂的制备以及利用臭氧氧化工艺对水解酸化-接触氧化工艺出水深度降解情况。对比相同制备条件下活性Al2O3、CuO-Al2O3、Fe2O3-Al2O3及Ni-Al2O3催化臭氧氧化二级生物处理出水的效果可知，各催化剂催化臭氧氧化在污染物去除方面的强弱顺序为：NiO>Fe2O3>CuO>活性Al2O3>无催化剂，通过设计正交试验对Ni-Al2O3催化剂的制备条件进行优化选择。正交试验结果表明，其中影响因素的主次顺序为：灼烧温度>浸渍液浓度>灼烧时间>浸渍时间；最优的催化剂制备条件为：浸渍液浓度为3％，浸渍时间为4h，灼烧温度为450℃，灼烧时间为3h。在试验所确定的催化剂制备条件下制备所得Ni-Al2O3催化剂，将其用于催化臭氧化二级生物处理出水，反应后水质有明显的改善，各污染物浓度均随着反应时间延长而下降。其中，臭氧氧化15min，将原始浓度为84.22mg/L的CODcr降低至50mg/L以下。氨氮浓度由原水中10.88mg/L降低至5.01mg/L，试验用水的色度也有69％被去除。水质完全满足《污水综合排放标准》一级标准要求。