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锰砂催化海绵铁内电解法与膜生物反应器耦合工艺处理印染废水的研究

孙艳霞  
【摘要】: 本文对印染废水的来源、特点、危害性和印染废水处理技术研究进展做了总结,提出利用锰砂催化海绵铁内电解法和膜生物反应器(MBR)各自的优点,将二者耦合起来形成一种新型的印染废水处理工艺,将锰砂催化海绵铁内电解法作为预处理段,膜生物反应器作为后续生物处理工艺处理印染废水。通过试验验证了其可行性。 试验采用模拟印染废水,通过开展锰砂催化海绵铁内电解预处理印染废水的研究,发现海绵铁/锰砂混合滤料可提高印染废水的可生化性,脱色效果良好,但出水pH较高,对COD的去除率也较低,需要后续处理才能满足排放要求。通过不同滤速下废水处理效果的对比,得出4m/h为最佳滤速。滤柱反冲活化后不能完全恢复到原来的状态,但仍能保持较高的脱色率。滤柱长时间运行后,在滤料上会有微生物产生。 当原印染废水COD在700mg/L-800 mg/L之间,BOD5在230mg/L-250mg/L之间,色度为1000倍-1200倍,pH为8-11;经锰砂催化海绵铁内电解法预处理后的出水COD在570mg/L-670 mg/L之间,BOD5在200mg/L-320 mg/L之间,色度为4倍-150倍,pH为8-11。 MBR作为后续生物处理工艺连续运行的106天内,得到了良好的污染物去除效果:在MBR进水COD为391mg/L-690mg/L,平均值为577mg/L;氨氮为12.08mg/L-49.79mg/L,平均值为29.43mg/L;色度为6倍-250倍,平均值为117倍;铁含量为0.27mg/L-17.9mg/L,平均值为4.31mg/L时, MBR段上清液COD值为12 mg/L -67mg/L,平均值为23mg/L;出水COD值为3mg/L-31mg/L,平均值为8mg/L;COD的生物去除效率平均值为95.87%,总去除率平均值为98.61%。氨氮的生物去除效率在99%以上,出水氨氮浓度接近于零。MBR上清液色度为10倍-90倍,平均值为37倍;出水色度为5倍-80倍,平均值为27倍。MBR生物段脱色率平均值为66.94%,整个MBR段对色度的去除平均率为76.29%。MBR上清液和出水的含铁量分别为0.02mg/L-0.96 mg/L和0.01mg/L-0.45mg/L,平均值分别为0.27mg/L和0.05mg/L。经MBR处理后,印染废水中的有机物得到进一步的高效去除。 MBR内MLSS的变化范围分别为5.6 g/L -12.4g/L,MLVSS在3.0 g/L -9.8g/L之间。污泥沉降比先增高后逐渐降低,对应的污泥粒径则先减小后增大,至第101天污泥粒径的平均值为53.814um,这一数值高于普通MBR的粒径平均值。本试验中,污泥含铁率一直保持在3%以下,该范围内铁的存在没有对污泥活性产生抑制。随着预处理出水中的铁离子在MBR内的累积,反应器内后期形成生物铁污泥,污泥性能得到改善。 耦合工艺对印染废水的COD总去除率平均为98.95%,总脱色率平均为97.27%。在进水COD平均值为762 mg/L,色度平均值为1100倍的条件下,处理后的最终出水COD平均值为8 mg/L,色度平均值为27倍。预处理段对脱色起主要作用,占总脱色率的87.6%,而生物处理段则对COD的去除起主导作用,占COD总去除率的86.6%。


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