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铝炭微电解—混凝沉淀-EGSB-SBR工艺处理槟榔煮籽废水

舒鹏  
【摘要】:槟榔煮籽废水是一种高浓度、高色度的难处理有机酸性废水。目前,国内外针对槟榔煮籽废水处理的专项研究还未见报道,仅有处理槟榔加工企业综合排放废水的零星报道,然而由于已开发处理工艺操作繁琐,成本高昂,影响了其在槟榔加工废水处理领域的推广应用。本论文基于废水分质分流处理的指导思想,选择槟榔煮籽废水作为重点研究对象,构建低耗高效、经济实用的槟榔煮籽废水新型处理工艺,即采用“铝炭微电解-混凝沉淀-EGSB-SBR”工艺处理槟榔煮籽废水。本论文通过确定新型组合工艺中各单元处理技术的最佳工艺运行参数,以期为槟榔煮籽废水的处理提供新的思路和设计依据。 采用铝炭微电解技术对槟榔煮籽废水进行预处理。正交和单因素试验结果表明:铝炭微电解处理槟榔煮籽废水的影响因素排序为铝刨花投加量铝炭质量比反应时间初始pH值;当进水初始pH为3.5、色度为1000倍、SS为647mg·L-1和COD为14688mg·L-1时,铝炭微电解的最佳工艺条件是铝刨花投加量为70g·L-1、铝炭质量比为1:1.5、反应时间为240min,处理后出水的色度、SS和COD平均去除率分别为87.5%、97.2%和53.8%;废水可生化性比值BOD5/COD由原来的0.28提高至0.68,废水可生化性大幅提高,为后续生物处理奠定了良好的基础。通过超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(UHPLC-Q-TOF/MS)对处理前后废水中的污染物组分进行对比分析,结果表明槟榔煮籽废水可生化性的提高可能与废水中难降解的植物酚类等物质的去除相关,铝炭微电解可能是通过还原、络合、絮凝、吸附、共沉淀和微电场附集等作用去除槟榔煮籽废水中难降解的植物酚类物质,继而提高废水的生物降解性能,从而达到提高废水可生化性的效果。 采用混凝沉淀强化铝炭微电解处理槟榔煮籽废水。正交和单因素试验结果表明:当进水初始pH为4.09、色度为375倍、COD为9500mg·L-1、浊度为460.0NTU和总铝浓度为206.405mg·L-1时,处理后出水色度的平均值为125倍、COD的平均值为6750mg·L-1、浊度的平均值为8.3NTU和总铝浓度的平均值为12.621mg-L-1,相对应的平均去除率分别为66.7%、28.9%、98.2%和93.9%。混凝沉淀不仅部分去除了废水的色度和COD,而且基本全部去除了废水的浊度和总铝浓度,有效强化了铝炭微电解工艺对槟榔煮籽废水的预处理效果,从而为后续生物处理创造良好条件。 经过铝炭微电解-混凝沉淀预处理后的槟榔煮籽废水,为可生化性良好的高浓度有机废水。在中温(35±1℃)条件下,采用稳定运行的EGSB厌氧反应器处理经过铝炭微电解-混凝沉淀预处理后的槟榔煮籽废水。试验结果表明,当反应器稳定运行后,进水COD浓度为6895mg·L1时,若水力停留时间为1天,容积负荷为6.9kgCOD/(m3·d),则出水COD浓度为857mg·L-1,相应的COD去除率为87.6%,若水力停留时间延长至5天,容积负荷为1.4kgCOD/(m3·d),出水COD浓度为357mg·L-1,下降幅度趋于平稳,相应的COD去除率达到94.8%;但是,经过5天的稳定处理,出水氨氮浓度却从开始的3.4mg·L-1上升至120.5mg·L1。综合考虑EGSB稳定处理的效能和后续好氧脱氮处理的进水要求,确定EGSB厌氧反应器的最佳水力停留时间为1天。 经过铝炭微电解-混凝沉淀-EGSB联合处理后的槟榔煮籽废水,虽然有机污染物浓度COD可以得到大幅消减,但是出水的氨氮浓度却明显升高,导致出水氨氮浓度无法达标排放。采用前置反硝化SBR法对经过铝炭微电解-混凝沉淀-EGSB联合处理后的槟榔煮籽废水进行处理。试验结果表明:前置反硝化SBR法处理槟榔煮籽废水的的最佳工艺条件是SBR反应器的体积交换比为1:2,运行工况为瞬间进水、缺氧搅拌2h、好氧曝气8h、沉淀1h和瞬间排水;在最佳工艺条件下,当进水初始pH为7.95、色度为100倍、COD浓度为837mg·L-1、氨氮浓度为86.2mg·L-1和总氮浓度为126.9mg·L-1时,处理后出水的平均色度为32倍、平均COD浓度为75.1mg·L-1、平均氨氮浓度为4.54mg·L-1和平均总氮浓度为12.9mg·L-1。 采用“铝炭微电解-混凝沉淀-EGSB-SBR”工艺处理槟榔煮籽废水具有技术可靠性和经济可行性。在最佳工艺参数下,处理后出水水质达到污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准,运行稳定,处理效果较好。而且新型组合工艺的关键单元技术——铝炭微电解具有反应器结构简单,运行操作简便,基建和运行费用低等优点,相比于已开发槟榔加工废水处理工艺中成本高昂的Fenton高级氧化单元技术具有明显的经济优势。


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1 舒鹏;铝炭微电解—混凝沉淀-EGSB-SBR工艺处理槟榔煮籽废水[D];湖南农业大学;2014年
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