含盐染料废水高温厌氧处理工艺特性研究.pdf

3 结论 1 粒径为 2 ～ 4 cm 的陶瓷碎片的孔隙率较大, 为55. 9。陶瓷碎片对氨氮的吸附曲线比较符合 Frendlich 模型 ,其对氨氮有较好的吸附能力 。陶瓷碎 片的浸出液中无对生物有毒有害的物质 。 2 水力负荷为 15 cm d, 在较高浓度进水 CODCr 和氨氮浓度分别为 40～ 70 mg L 和 10～ 35 mg L 情况 下,系统对 CODCr、氨氮的平均去除率分别为 10. 0 和42. 4; 在较低浓度进水 CODCr和氨氮浓度分别为 15～ 30 mg L 和 0. 3～ 3 mg L 情况下 ,系统对 CODCr、 氨氮的平均去除率分别为 38. 5 和 63. 0。 3 以大量堆弃的陶瓷碎片垃圾作为人工湿地基 质,不仅材料的来源丰富 、 成本低廉 ,而且可以充分利 用这些固体废物 ,达到以废治废的目的 。 参考文献 [ 1] Lopez E, Soto B, Arias M. et al. Adsorption properties of red mud and its use for waste water treatment. Water Research, 1998, 32 4 1314 -1322. [ 2] 王宜明. 人工湿地净化机理和影响因素探讨. 昆明冶金高等专 科学校学报, 2000, 12 2 2 -4. [ 3] 徐丽花, 周琪. 不同填料人工湿地处理系统的净化能力研究. 上 海环境科学, 2002, 21 10 603 -606. [ 4] 尹连庆, 张建平等. 粉煤灰基质人工湿地系统净化污水的研究. 华北电力大学学报, 1999, 26 4 76 -79. [ 5] A. Drizo et al. Physico-chemical screening of phosphate-removing substrates for use in constructed wetland systems. Water Research, 1999,33 17 3595-3602. [ 6] 聂发辉, 吴晓芙等. 人工湿地中蛙石填料净化污水中氨氮能力. 城市环境与城市生态, 2003, 16 6 280 -282. 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[ 8] 国家环保总局. 水和废水监测分析方法编委会. 水和废水监测 分析方法. 北京 中国环境科学出版社,2002, 210 -281. 作者通讯处 张建 250100 山东省济南市山大南路 27 号 山东大 学环境科学与工程学院 电话 0531 88361808 E -mail zhangjian00sdu. edu. cn 2006- 08-10 收稿 含盐染料废水高温厌氧处理工艺特性研究 ＊ 高 欢 1,2 周岳溪 2 胡 翔 1 蒋进元 2 陈 希 2 1. 北京化工大学环境工程系, 北京 100029; 2.中国环境科学研究院, 北京 100012 摘要 研究升流式厌氧污泥床反应器 UASB 在高温条件下处理含盐染料废水的工艺特性及颗粒污泥性能。 结果表 明, 在以常温厌氧絮状污泥为接种污泥, 运行温度为 551 ℃, 水力停留时间为 12 h, 含盐量为50 000 mg L, CODCr为 900～ 1 000 mg L, 染料活性红 2 RR2 浓度为 100 mg L 条件下, 78 d 达到运行稳定, CODCr和 RR2 去除率分别为 44和 85以上。 反应器中高温耐盐厌氧颗粒污泥粒径为 1. 0～ 2. 0 mm, 其生物相组成以短杆菌、球菌、丝状菌为主。 关键词 含盐染料废水 高温 厌氧 UASB反应器 活性红2 颗粒污泥 ＊国家高技术研究发展计划“863 计划”资助项目 2002AA601320B 0 引言 偶氮染料在纺织、印染等工艺中应用超过 50, 然而在加工和使用过程中仅有 60～ 70被利用, 余下大多被排放入环境 , 造成污染 [ 1] 。研究结果表 明,厌氧生物法处理染料废水具有相对成本少 ,运行 费用低 ,而且可提高其可生化性和降解性 ,为进一步 的处理提供有利条件等优点 [ 2] 。纺织、印染工厂的出 水有较高的温度 ,现有处理染料废水的常温或中温厌 氧反应器, 在处理前还需降低进水温度 , 提高了运行 成本。另外 ,由于工艺需要 ,实际染料废水中往往含 有大量的 NaCl 、 NaSO4等各种无机盐 [ 3] , 增加了处理 难度 。本研究考察了高温条件下 UASB 反应器处理 含盐偶氮染料废水的工艺过程 ,为染料废水的治理提 供可参考的工艺选择和技术依据。 1 材料与方法 1. 1 试验装置 图 1 为 UASB 工艺的试验装置及工 艺流程。 UASB 反应器 用玻璃制成 , 内 径 2. 05 cm, 总高度 45 cm,总容积 0. 6 L 。内设三相分离器, 下部为污泥 9 环 境 工 程 2007年 6 月第25 卷第3 期 悬浮层和污泥床 。将 UASB 反应器置于恒温箱中 ,通 过温度控制指示仪控制温度。 图 1 工艺流程示意图 1. 2 试验用水 人工配水, RR2浓度为 100 mg L 。加入NH4Cl 和 KH2PO4调节 CODCr∶ N∶ P 200∶ 5∶ 1, 以及微量元素 MgSO45 mg L 和 CaCl27. 6 mg L 。碱度为 NaHCO3调 节,进水 pH 为7. 1。水力停留时间为12 h。 1. 3 接种污泥 接种污泥为北京某污水处理厂 A O 处理工艺的 厌氧池中常温厌氧絮状污泥 SS 13. 87 g L ,VSS 8. 83 g L ,VSS SS0. 64 。接种 VSS 量约 15 g L 。 2 结果与讨论 2. 1 工艺运行情况与讨论 试验历时 101 d。运行结果如图 2～ 4 所示。 图 2 UASB 反应器的进出水 CODCr测试结果 图 3 UASB 反应器进出水 RR2 浓度测试结果 升温启动阶段以葡萄糖为碳源 ,进水 CODCr值为 900 mg L 左右 。第1 d 反应温度为 25 ℃,平均每天升 温1 ℃,第 12 d 反应温度为 37 ℃。运行初期出现污 图4 UASB 反应器进、出水紫外 -可见光谱 泥上浮现象 ,并随出水流失 ,其他研究者也遇到类似 情况 [ 4-6] 。可能是由于接种污泥取回后停放 1 周, 接 种时其活性降低 ,有相当的老化微生物 , 该类污泥组 成疏散,密度较低 ,易于浮出水面。本试验中曾将这 些污泥收集并回流至反应器中 , 但仍会上浮 ,对多次 上浮的污泥主动排放 。10 d 后 , 跑泥逐渐减少, 反应 器运行正常 。经过这一阶段培养, 第 1～ 9 d CODCr去 除率逐渐上升, 由最初的 64 上升到 90。第 10～ 12 d,CODCr去除率稳定在 90 以上。 第 13 d, 开 始 投 加 工 业 盐 NaCl , 浓 度 为 20 000 mg L, 并 将 UASB 反应器 温度直接 升高到 55 ℃,并在之后维持此温度不变。由于 NaCl 的投加 和温度的升高,CODCr去除率骤然下降, 仅为 17. 06, 随后 CODCr去除率逐渐上升至 50。第 23 d, 进水中 的NaCl 浓度增加到50 000 mg L并保持不变 ,CODCr去 除率又随之下降, 1 周后 CODCr去除率逐渐恢复到 44左右 。 由此可见, 温度的小幅度的波动对厌氧反应器的 影响不大, 但温度的剧烈变化对厌氧反应器有明显影 响。随进水 NaCl 的投加 ,对厌氧微生物的生理代谢 产生抑制作用, 导致厌氧反应器的 CODCr去除率的下 降。经20 000 mg L NaCl 驯化 10 d 后的污泥对 NaCl 浓度的增加的适应能力较强,CODCr去除率恢复较快。 表明未经耐盐驯化的微生物 第 13 d 比经耐盐驯化 的微生物 第 23 d 适应高盐环境能力差 。 第30 d 开始,进水中投加 RR2,浓度为 100 mg L。 以葡萄糖为辅助碳源 , 进水 CODCr值为1 000 mg L左 右。试验表明, 染料 RR2 的加入对 CODCr去除影响不 大,在此工况下反应器运行70 d ,CODCr去除率为40 左右 。 加入染料后的 35 d, RR2 去除率都在 85以上。 然后开始下降, 在第 71 d 降到 72, 随后又逐渐提 10 环 境 工 程 2007年 6 月第25 卷第3 期 高,第 78 d 提高到 92。从紫外-可见光谱图中也可 以看出 ,特征吸收峰出现在 540 nm 的 8 -萘酚-3, 6 -二 磺酸大共轭发色体系有先消失 , 后增加 , 再减少的现 象。可能由于开始厌氧颗粒污泥对 RR2 的去除主要 是有吸附作用, 吸附饱和后主要是生物降解作用。 第78 d 后,CODCr的去除率和 RR2 的去除率都基 本稳定,实现了高温高含盐条件下的稳定运行 。 2. 2 颗粒污泥的性质 试验运行第 44 d,反应器内已形成明显的且具有 良好沉 降性 能的 灰黑 色颗 粒污 泥。 污泥 SS 17. 81 g L ,VSS 10. 43 g L ,VSS SS 0. 59, 颗粒污泥 量为 16 mL 。试验运行第 71 d ,污泥量为 18 mL。第 98 d,污泥量为 19. 1 mL 。 取反应器运行第 80 d的颗粒污泥做扫描电子显 微镜观测可以看出反应器中颗粒污泥为紧密的光滑 不规则椭形球体, 表面有孔洞, 污泥粒径以 1. 0 ～ 2. 0 mm 为主。 图 5 为污泥球体表面微生物相 。图 6 分别为 UASB 反应器内颗粒污泥球体剖面中心点、半径 1 2 处点的微生物相 。由图 5中所示 ,球体表面菌群呈分 区分布 ,各区菌种相对单一 , 菌体饱满 ,排列较紧密, 有分别以短杆菌 、 竹节状杆菌和球菌为优势菌种的聚 图 5 UASB反应器中颗粒污泥表面微生物相 图 6 UASB 反应器中颗粒污泥球体剖面微生物相 集区,特别是图 5 左 呈竹节状, 类似于产甲烷短 杆菌 。 从图 6 中可以看出球菌 、 丝状菌 、 链球菌, 并黏附 大量的无机物, 分析可能是菌体细胞分泌的胞外多聚 物,使一些菌株被覆盖。 3 结论 1 高温 UASB 反应器可以有效地处理以葡萄糖 为辅助碳源的含盐的 RR2 染料废水 。经历升温启 动、 高温加盐和投加染料 3 阶段后, 在温度为 55 1℃, 进水染料 、CODCr、含盐量分别为 100 mg L、 900～ 1 000 mg L 、 50 000 mg L , 水力停留时间为 12 h 的条件下 , 反应运行 78 d 达到稳定 ,CODCr和 RR2 去 除率分别在 44和 85 以上。 2 UASB 反应器中高温耐盐降解 RR2 厌氧颗粒 污泥粒径为 1. 0～ 2. 0 mm, 其生物相组成以短杆菌、 球菌 、 丝状菌为主 。试验表明, 以常温厌氧絮状污泥 为接种污泥 ,快速升温启动高温 UASB 反应器处理高 含盐染料废水是可行的。 参考文献 [ 1] RobertMaas,SanjeevChaudhari.Adsorptionandbiological decolourization of azo dye Reactive Red 2 in semicontinuous anaerobic reactors. 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With the hydraulic loading of 15 cm d, pollutants removal perance of the system was studied in the condition of high influent concentration CODCrand ammonia nitrogen concentration were 40 ～ 70 mg L and 10 ～ 35 mg L, respectivelyand low influent concentration CODCrand ammonia nitrogen concentration were 15～ 30 mg L and 0. 3～ 3 mg L, respectively . The results showed that in the condition of high influent concentration, CODCrand ammonia nitrogen removal rateswere 10. 0 and 42. 4, respectively, and in the condition of low influent concentration, CODCrand ammonia nitrogen removal rates were 38. 5 and 63. 0, respectively. Potsherd waste is a kind of economical and effective packing medium for constructedwetland. Keywords constructed wetland, polluted river water, potsherdwaste and medium STUDY ON THE THERMOPHILIC 55 ℃ ANAEROBIC TREATMENTOFSALINE DYE WASTEWATERGao Huan ZhouYuexi Hu Xiang et al9 Abstract The characteristics of anaerobic granules degrading saline dye wastewater were investigated in a laboratory -scale upflow anaerobic sludge blanket UASBreactor at 551 ℃. Experimental results demonstrated when ambientflocculent digester sludge was used as seed, HR T hydraulic retention time was12 h, salinity was 50 000 mg L, influentCODCr chemical oxygen demand was 900～ 1 000 mg L, and reactive red2 RR2dye concentration was 100 mg L. The quasi -steady state of the UASB reactor was achieved after 78 running days. The CODCrand RR2 removal rateswere above 44 and 85 respectively. The diameter of the thermophilic salt -tolerant anaerobic granular sludge was from 1. 0～ 2. 0 mm, bacilli, cocci and filamentous bacteria were found. Keywords saline dye wastewater, thermophilic, anaerobic, UASB reactor, RR2 and granular sludge TREATMENTOFOILYWASTEWATER BYMAGNETICFLOCCULATION SEPARATION PROCESSWang Liping He Youqing Fan Hongbo et al 12 Abstract The oily wastewater was treated by magnetic flocculation separation process. The proper dosages of magnetic particle, flocculant and coagulant aidswere determined, and the effects of adding sequence andmixing condition onthe treatment were studied. Meanwhile, the contrast testbetween magnetic flocculation process and common flocculation process was carried out. It was shown that when the content of oil in the wastewater is 100～ 200 mg L the optimum technological parameters are that the dosages of magnetic particle, PFC and PAM are 280 mg L, 25 mg L and 0. 5 mg L respectively, the magnetic particle and PFC should be put into wastewater simultaneously before PAM and the suitable stirring speed should be 250 r min. Keywords oily wastewater, magnetic particle and magnetic flocculation REMOVAL OF ENDOCRINE DISRUPTING CHEMICALS IN CHEM -BIOFLOCCULATION CBF TREATMENT PROCESSLiu Yi Xia Siqing Chen Ling et al 15 Abstract Endocrine disrupting chemicals EDCsexisted in chem-bioflocculation CBFtreatment process of Anting Sewage Treatment Plant, Shanghai were analyzed by liquid-liquid extraction process -GC MS. Eight EDCs were detected in the influent. The removal perance of EDCs in CBF reactor was also investigated and the results showed that all EDCs could partly be removed by CBF treatment process. Each channel showed different removal perances in CBF reactor. All types of EDCswere removed obviously during the first channel, while some of them were desorbed during the second channel. Phenols were partly removed during the third channel. Keywords CBF treatment process, EDCs, alkylphenol and PAEs THE RESEARCH ON THE DISTRIBUTION UNIITY OFTHE PERIPHERAL FEED SETTLING TANKLuo Benfu Zhang Xuebing Zhang Mingjie et al 18 Abstract The article focused on the calculationof equalwater depth and equal service through board through the hydraulics analyses that is the distributing water ways of the peripheral feed setting tank, and analyzed the characteristics of these two distribution ways. Combinaton of the examples and through the practicability of distribution way, it is concluded that variational distance of hole in the distribution trough can realize uni distribution. The distributio uniity and stabilization of the distribution trough with variational distance hole is relatively good, through the analyses of energy differential equation. Keywords clarifier, peripheral feed, distribution trough, equidistant hole for distributing water and variational distance of hole for distributing water BIOREACTOR MODEL AND ITS SIMULATION OF SYNTHETIC WASTEWATER TREATMENT Yang Jun Li Hao Chen Jianbo et al 21 Abstract The mathematic model of MBR was developed based on ASM3 model, which consisted of bioreactor and membrane filtratration unit. Furthermore, the model was implemented using Matlab Simulink programming package and a flow-sheet simulation interface was developed. The result of the model verification shows that this modelis able to simulate the process in a membrane bioreactorwell and to predict the treatment results in the bioreactor and in the effluentwith a satisfying precision. Therefore, this model can analyze the internal microbiological process in the membrane bioreactor, and guide the design and running of membrane bioreactors. Keywords membrane bioreactor, model, simulation, sensitivity analysis and membrane flux OPTIMAL DESIGN FOR THESYSTEMOF ADVANCED TREATMENTOFDOMESTIC 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 25,No. 3, Jun. , 2007