双氧水协同生化法强化处理印染废水

北极星环保网讯:传统生化法对印染废水的处理有一定的局限性。本文研究了双氧水协同水解酸化-接触氧化系统，对印染废水进行强化处理。采用污泥挂膜、生化系统启动、双氧水协同启动的方法，将双氧水投加到水解酸化时的条件严格控制为：投加浓度3mL˙L-1、投加量100.0mL、流速0.67mL˙min-1、投加频率1次˙d-1，可使整个系统成功启动与稳定运行。

实验结果表明，双氧水协同水解酸化-接触氧化可对印染废水中的特征污染物进行有效强化处理。其中，COD平均去除率为89.8%，氨氮平均去除率为96.7%，PVA平均去除率为87.4%，废水平均脱色率为92.1%。采用16SrDNA宏基因组高通量测序技术，对比分析了接种种泥、水解酸化污泥和接触氧化污泥微生物的群落结构。

结果表明，经过驯化，水解酸化和接触氧化微生物群落均发现了显著变化。其中，水解酸化污泥优势菌门主要为变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和疣微菌门Verrucomicrobia;接触氧化污泥优势菌门主要为浮霉菌门Planctomycetes、变形菌门Proteobacteria和酸杆菌门Acidobacteria。该实验从宏观和微观角度，均证实双氧水协同生化法强化处理印染废水具有技术可行性。

纺织印染废水具有水量大、成分复杂多变、色度大、COD高、毒性强等特点,属于难处理的工业废水之一.如直接采用生化法如厌氧(水解酸化)、好氧等对其进行处理,时常会发生活性污泥受到抑制、生化系统瘫痪崩溃等不良情况.因此,在实际运行工艺中,会先采用物化方法即投加铁盐、铝盐和PAM等混凝助凝剂,通过吸附网捕等方式降低印染废水污染物浓度和毒性后,再进入生化系统进行处理.但该法存在生化处理能力有限、生化运行不稳定、化学污泥产量大等问题.

双氧水作为一种高级强氧化剂,通常情况下会对污泥活性造成抑制影响,甚至导致生化系统的瘫痪和崩溃,因此在印染废水处理中,其常与铁形成芬顿试剂,用于深度处理环节中的染料脱色.

本实验尝试了不同于以往的生化研究方法,即采用双氧水协同水解酸化-接触氧化强化处理印染废水的方法.通过接种城镇污水厂的常规活性污泥,在淹没式生物滤池反应器(submergedbiologicalaeratedfilter,SBAF)内,经水解酸化-接触氧化生化系统启动并运行稳定后,在严格控制双氧水投加浓度、投加量、投加频率和投加方式的条件下,将其投加到水解酸化反应器内,可显著提高水解酸化和接触氧化的生化处理能力,并提升生化体系的稳定性.

本实验分别选取接种种泥、水解酸化污泥和接触氧化污泥,采用16SrDNA宏基因组高通量测序技术,分析对比了各反应器中污泥微生物的群落结构,明确了各反应器中的优势微生物.该实验验证了双氧水协同水解酸化-接触氧化强化处理印染废水具有技术可行性,且对于未来提升生化系统处理能力和运行稳定性具有重要的指导意义.

1材料与方法

1.1实验装置

实验装置如图1所示,两个圆柱形反应器主体采用有机玻璃制作,分别设为水解酸化A段和接触氧化O段,其内径均为11.0cm,高度38.0cm,总容积3.6L,有效容积3.0L.反应器内部均悬挂组合填料供微生物附着生长,外部包裹2.5cm厚的水浴夹层用于保温.

图1本实验的反应装置示意

1.2接种污泥

本实验接种污泥取自广州市某污水处理厂二沉池的普通活性污泥.接种前,将污泥静置倒掉上清液后,空曝3d消耗污泥中的有机物,之后将浓缩污泥浓度调节到10246.3mg˙L-1,备用.

1.3实验用水

本实验用水采用人工模拟废水,其主要成分为(单位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,碳酸铵3.0~61.0,磷酸二氢钾25.0,硫酸镁20.0,硫酸锰10.0,硫酸铁2.0,活性黑染料5.0~30.0.实验进水水质见表1.

表1模拟印染废水成分

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