雙氧水協(xié)同生化法強(qiáng)化處理印染廢水

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:傳統(tǒng)生化法對印染廢水的處理有一定的局限性。本文研究了雙氧水協(xié)同水解酸化-接觸氧化系統(tǒng)，對印染廢水進(jìn)行強(qiáng)化處理。采用污泥掛膜、生化系統(tǒng)啟動、雙氧水協(xié)同啟動的方法，將雙氧水投加到水解酸化時的條件嚴(yán)格控制為：投加濃度3mL˙L-1、投加量100.0mL、流速0.67mL˙min-1、投加頻率1次˙d-1，可使整個系統(tǒng)成功啟動與穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雙氧水協(xié)同水解酸化-接觸氧化可對印染廢水中的特征污染物進(jìn)行有效強(qiáng)化處理。其中，COD平均去除率為89.8%，氨氮平均去除率為96.7%，PVA平均去除率為87.4%，廢水平均脫色率為92.1%。采用16SrDNA宏基因組高通量測序技術(shù)，對比分析了接種種泥、水解酸化污泥和接觸氧化污泥微生物的群落結(jié)構(gòu)。

結(jié)果表明，經(jīng)過馴化，水解酸化和接觸氧化微生物群落均發(fā)現(xiàn)了顯著變化。其中，水解酸化污泥優(yōu)勢菌門主要為變形菌門Proteobacteria、擬桿菌門Bacteroidetes和疣微菌門Verrucomicrobia;接觸氧化污泥優(yōu)勢菌門主要為浮霉菌門Planctomycetes、變形菌門Proteobacteria和酸桿菌門Acidobacteria。該實(shí)驗(yàn)從宏觀和微觀角度，均證實(shí)雙氧水協(xié)同生化法強(qiáng)化處理印染廢水具有技術(shù)可行性。

紡織印染廢水具有水量大、成分復(fù)雜多變、色度大、COD高、毒性強(qiáng)等特點(diǎn),屬于難處理的工業(yè)廢水之一.如直接采用生化法如厭氧(水解酸化)、好氧等對其進(jìn)行處理,時常會發(fā)生活性污泥受到抑制、生化系統(tǒng)癱瘓崩潰等不良情況.因此,在實(shí)際運(yùn)行工藝中,會先采用物化方法即投加鐵鹽、鋁鹽和PAM等混凝助凝劑,通過吸附網(wǎng)捕等方式降低印染廢水污染物濃度和毒性后,再進(jìn)入生化系統(tǒng)進(jìn)行處理.但該法存在生化處理能力有限、生化運(yùn)行不穩(wěn)定、化學(xué)污泥產(chǎn)量大等問題.

雙氧水作為一種高級強(qiáng)氧化劑,通常情況下會對污泥活性造成抑制影響,甚至導(dǎo)致生化系統(tǒng)的癱瘓和崩潰,因此在印染廢水處理中,其常與鐵形成芬頓試劑,用于深度處理環(huán)節(jié)中的染料脫色.

本實(shí)驗(yàn)嘗試了不同于以往的生化研究方法,即采用雙氧水協(xié)同水解酸化-接觸氧化強(qiáng)化處理印染廢水的方法.通過接種城鎮(zhèn)污水廠的常規(guī)活性污泥,在淹沒式生物濾池反應(yīng)器(submergedbiologicalaeratedfilter,SBAF)內(nèi),經(jīng)水解酸化-接觸氧化生化系統(tǒng)啟動并運(yùn)行穩(wěn)定后,在嚴(yán)格控制雙氧水投加濃度、投加量、投加頻率和投加方式的條件下,將其投加到水解酸化反應(yīng)器內(nèi),可顯著提高水解酸化和接觸氧化的生化處理能力,并提升生化體系的穩(wěn)定性.

本實(shí)驗(yàn)分別選取接種種泥、水解酸化污泥和接觸氧化污泥,采用16SrDNA宏基因組高通量測序技術(shù),分析對比了各反應(yīng)器中污泥微生物的群落結(jié)構(gòu),明確了各反應(yīng)器中的優(yōu)勢微生物.該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙氧水協(xié)同水解酸化-接觸氧化強(qiáng)化處理印染廢水具有技術(shù)可行性,且對于未來提升生化系統(tǒng)處理能力和運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要的指導(dǎo)意義.

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,兩個圓柱形反應(yīng)器主體采用有機(jī)玻璃制作,分別設(shè)為水解酸化A段和接觸氧化O段,其內(nèi)徑均為11.0cm,高度38.0cm,總?cè)莘e3.6L,有效容積3.0L.反應(yīng)器內(nèi)部均懸掛組合填料供微生物附著生長,外部包裹2.5cm厚的水浴夾層用于保溫.

圖1本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)裝置示意

1.2接種污泥

本實(shí)驗(yàn)接種污泥取自廣州市某污水處理廠二沉池的普通活性污泥.接種前,將污泥靜置倒掉上清液后,空曝3d消耗污泥中的有機(jī)物,之后將濃縮污泥濃度調(diào)節(jié)到10246.3mg˙L-1,備用.

1.3實(shí)驗(yàn)用水

本實(shí)驗(yàn)用水采用人工模擬廢水,其主要成分為(單位mg˙L-1)：葡萄糖80.0~150.0,可溶性淀粉120.0~300.0,聚乙烯醇(PVA)200.0~320.0,碳酸銨3.0~61.0,磷酸二氫鉀25.0,硫酸鎂20.0,硫酸錳10.0,硫酸鐵2.0,活性黑染料5.0~30.0.實(shí)驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)見表1.

表1模擬印染廢水成分

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