内电解提高印染废水生物处理的

内电解提高印染废水生物处理的研究摘要：以SBR反应器作为生化处理装置，考察了用SBR法和内电解一SBR法处理含活性染料、直接染料及还原染料的印染废水的有机物降解效果。研究表明，铁碳内电解可提高废水的可生化性和改善活性污泥的沉降性能，使有机物的去除率比单独的SBR法提高约20％。关键字：印染废水废水处理内电解序批式活性污泥法近年来，纺纺织产品的日日益丰富，印印染废水中难难生化降解的的物质日益增增多，导致单单纯的生化工工艺对印染废废水的处理效效果越来越差差[1]。SBR工艺能灵活活方便地实现现缺氧、厌氧氧、好氧条件件的组合，使使得SBR在难降解有有机物处理中中得以广泛应应用，但单靠靠SBR生化工艺处处理高浓度难难降解印染废废水还不能达达标排放。本本研究以SBR法为主体处处理方法分别别对SBR法、内电解-SBR法处理印染染废水的降解解效果、两种种生化进水的的可生化性、反反应器内活性性污泥的性能能等方面进行行了比较研究究。1实验方方法1.1废废水水质试验废水采采用人工配制制，包括活性性染料（X-3B）红，X-GN橙）、直接接染料(枣红GB、耐晒B2-RL)还原染料(RSN兰、FFB绿)以及多种附附料、助剂和和表面活性剂剂等，废水的的可生化性不不高，水质见见表1。表1配制的的印染废水水水质PH值ρ（COD）//（mg·L-11）色度/倍m(CODB))：m(CODD)8-91000左右350左右1.2实实验装置与方方法试验装置采采用SBR反应装置，有有效容积24L，反应器底底部设置微孔孔曝气器，用用空压机供气气，上部设置置多个排水口口，可根据需需要排出不同同量的经处理理并澄清后的的上清液，下下部设置排泥泥口。进水、曝曝气、沉淀、排排水、闲置等等运行程序为为自动控制。内内电解装置为为一塑料容器器，内装一定定比例的铁屑屑和焦炭，充充填率为30％。通过试试验确定，SBR反应器操作作程序为进水水0.5h，曝气5h，沉淀lh，排水0.5h，闲置lh，8h一个周期，曝曝气采用限制制曝气方式，污污泥负荷为05kg[[COD]／(kg[MMLSS]··d)左右。废水进入入生化反应器器时滴加稀盐盐酸调整pH值为7左右。内电电解反应参数数为铁炭质量量比4：6，pH值为4，反应时间30min，预处理出出水在进入生生化反应器时时，通过加药药装置调pH为7左右，其它它反应条件与与SBR工艺相同。1.3试试验分析方法法①可生化性性m(CODDB)／m(COD)代替m(BODD5)／m(COD)[22]。本试验验采用在500mL三角瓶中注注入一定比例例的废水和活活性污泥约200mL，废水与活活性污泥的体体积比为3：2.5，曝气充氧24h后，将混合合液过滤，测测定滤液的COD值，计算COD的去除量△COD即为CODB；②总铁含量量：EDTA滴定数法；；③色度：稀稀释倍数法。2试验结结果分别采用SSBR法和内电解-SBR法对试验废废水进行处理理，结果如表表2所示。从表2可知知，内电解-SBR工艺处理印印染废水在COD和色度去除除率上都明显显高于SBR法。COD总去除率在85%左右，色度度去除率接近近90%。为了明确确了解铁炭内内电解对SBR生化工艺的的强化影响，试试验中进行了了两种工艺情情况下SBR进水的可生生化性试验和和SBR反应器内污污泥的性能研研究。表2两种工工艺处理废水水的运行结果果周期SBR法处理废废水的运行结结果内电解-SBRR法处理废水水的运行结果果进水出水去除率进水出水去除率ρ（COD）//(mg·L-11)色度/倍ρ（COD）//(mg·L-11)色度/倍COD/%色度/%ρ（COD）//(mg·L-11)色度/倍ρ（COD）//(mg·L-11)色度/倍COD/%色度/%1108035641027862.021.911203701634685.487.62108035641628661.519.411203701722484.691.0398835239827459.722.111203701584085.089.2498835239328260.220.09843621574284.088.3598835237026662.624.49843621664483.187.96102036041428359.421.59843621543484.390.57102036038927761.923.110893661473886.589.68102036038527562.323.610893661784682.887.43内电解解对生化工艺艺的强化作用用3.1对对废水可生化化性的影响为了正确反反映废水在内内电解前后可可生化的变化化，本试验采采用单位污泥泥的COD等负荷条件件下的m(CODDB)／m(CODD)比值作指标标。按照前述述的CODB测定方法，分分别测得几组组反应前后m(CODDB)／m(CODD)值。试验结结果如表3所示。试验表明，废废水经过内电电解反应后，可可生化性由原原来的0.45～0.50提高到0.70～0.75。这是因为为印染废水中中的染料、大大分子等物质质经过内电解解处理后，由由于新生态物物质Fe2+，H的氧化还原原作用，一些些不饱和键打打开使发色基基团破坏，硝硝基物转化成成胺基物，大大分子物质分分解成小分子子的中间体[[3]，在发发挥脱色作用用的同时，使使CODB值往往高于于原水，改变变了废水的可可生化程度，为为后续生化处处理创造了有有利条件。表3内电解解前后废水的的可生化性比比较组数原废水的可生化化性内电解处理后废废水的可生化化性ρ（COD）//（mg·L-11）ρ（CODB）/（mg·L-11）m（CODB）:m（COD）ρ（COD）//（mg·L-11）ρ（CODB）/（mg·L-11）m（CODB）:m（COD）110404680.459967170.7229844720.489096820.7539984690.479186790.74410084540.459456710.713.2对对污泥性能的的影响污泥浓度与污污泥负荷的比比较SBR工艺艺和内电解-SBR组合工艺各各自稳定运行行一段时间后后，在相同的的进水条件，即即相似的容积积负荷下，每每隔一定的时时间测定它们们的污泥浓度度，并诗算相相应的污泥负负荷，结果见见图1、图2。由图1、图图2可知，在相相同的进水条条件下，内电电解-SBR工艺生化反反应器内污泥泥浓度超过SBR法的两倍，它它承受的污泥泥负荷低于SBR法的1／2。污泥浓度度的提高来源源于铁絮体的的生成及由于于污泥结构、压压实性能的变变化而引起的的单位体积内内微生物数量量的增多。在在内电解预处处理反应中，铁铁不断腐蚀形形成Fe3+，在生化化反应器内由由于pH值的升高和和微生物的吸吸附作用，促促进了Pe(OHH)3絮体的形成成，同时，微微生物絮体和和Fe(OHH)3絮体协同吸吸附，形成了了絮体粗大，结结构紧密呈团团粒状的生物物铁污泥，镜镜检分析得出出，生物铁富富集了微生物物及有机物，使使较多的微生生物与较多的的有机物(由于废水的的可生化性提提高，废水中中的有机物更更容易被微生生物利用)得到充分的的接触，具有有较高的代谢谢活性，加速速了微生物对对有机物的降降解作用，进进而提高了处处理效率。污泥沉降性能能比较取等量的两两种方法的污污泥，装入10000mL的量筒中，进进行污泥沉淀淀试验。开始始时轻轻地搅搅拌悬浮液，使使混合均匀，然然后开始静沉沉。在整个试试验期间连续续地观测固—液界面的位位置，连续100miin，试验结果果见图3。从图3可以以看出，A点是曲线①即SBR工艺活性污污泥沉降曲线线的压实点，发发生在开始沉沉降后第22min，B点是曲线②即内电解-SBR艺活性污污泥沉降曲线线的压实点，发发生在开始沉沉降后第17min，要比SBR工艺压实点点提前5min，也就是说说，相同量的的活性污泥，内内电解-SBR工艺要比SBR工艺沉降得得快，这一点点有利于提高高对反应器的的利用率。内内电解-SBR法的沉降曲曲线始终在SBR法曲线的下下方，又说明明．了内电解解-SBR法污泥的压压实性能也优优于SBR法，从而使SBR反应器内的的污泥浓度大大大提高。另另外由30miin时的固—液面位置可可分别求得两两种工艺的污污泥沉降比SV，SBR法的SV为28.5％，内电解-SBR法的SV为23％，明显低低于SBR法，进一步步说明了内电电解-SBR工艺中活性性污泥比重大大，易于沉降降，有利于在在反应器内保保持浓度较高高和沉降性能能较好的活性性污泥，这对对比重较小的的印染废水污污泥来说是很很有利的。对氧的利用率率比较在微生物的的代谢过程中中，需要将污污水中的一部部分有机物氧氧化分解，并并自身氧化一一部分细胞物物质，为其新新细胞的合成成以及维持其其生命活动提提供能源，这这两部分氧化化所需要的氧氧量一般用下下列公式表示示[4]：O2=a’’Q(La-Le)+b’VXv(1)式中：O22—曝气池混合合液需氧量，mg[O2]/d;a’’—代谢每公斤COD所需氧量；；b’’—污泥自身氧氧化需氧率，即即每公斤污泥泥每天所需要要的公斤数，d-1;V——曝气池容积积，m3；XVV—单位曝气池池容积内的挥挥发性悬浮固固体(MLVSSS)量，kg/m3;Laa—进水有机物物浓度，mg／L；Lee—出水有机物物浓度，mg／L。公式可改写写成：O2／[Q(La-Le)]=a’+b’XvV／[Q(La-Le)]=a’+b’／N’。式中：O22／Q(La-Le)——去除每公斤COD所需氧量；；Nss’—污泥负荷率率，kg[BOOD5]／(kg[MMLSS]··d)。从公式中可可以看出，如如果污泥对氧氧的摄取能力力一定即a’、b’一定时，当当污泥负荷率率低时，去除除每公斤COD的需氧量就就多，这是由由于合成后的的污泥量自身身氧化比较多多，较多的污污泥本身呼吸吸需要较多的的氧量。为此此，本试验进进行了两种工工艺的活性污污泥对氧的利利用率比较。以Qair／Q(La-Le)表示去除每毫克COD所供的空气量，式中Qair表示每批提供的空气量(L／批)，Q表示每批处理的废水量(L／批)，(La-Le)表示每升水中去除的COD量(mg／L)，以去除每毫克COD所供的空气量为纵坐标，以SBR反应器内的溶解氧浓度为横坐标，绘出如图4所示的曲线。由图4可见见，SBR法相关直线线的截距高于于内电解-SBR法，这表明明，当保持反反应器内相同同的溶解氧时时，去除每毫毫克COD，组合工艺艺所需的供气气量小于SBR法的供气量量，也就是就就，由于两种种污泥的结构构和性能不同同，而导致a’，b’值不同，组组合工艺中的的生物铁污泥泥对氧的摄取取能力或利用用率要优于SBR法的污泥，尽尽管其中的污污泥浓度是SBR的2倍多，COD去除率要比比单独SBR法高出20％多，但对对供氧的需求求并不比单独独SBR法多，这一一点对好氧生生物处理来说说是非常重要要的。4结论①对比试验验表明，内电电解-SBR工艺处理印印染废水效果果优于单独的的SBR法，COD和色度去除除率分别达到到85％和90％左右，内内电解明显强强化了SBR生化工艺的的效果。②废水经内内电解处理后后，提高了可可生化性，而而且内电解出出水中的铁离离子在生化反反应池内，由由于pH值的升高及及曝气后生成成的Fe(OHH)3絮体与菌胶胶团有机结合合后生成了比比重较大、结结构呈团粒状状、沉降性能能优良的生物物铁絮体，使使得反应器内内能保持较高高的污泥浓度度，由于生物物铁污泥吸附附能力强，它它富集了较多多的微生物及及有机物，有有利于各种难难降解有机物物的分解。③尽管组合合工艺中的污污泥浓度是SBR法的2倍，COD去除率比SBR法高出20％，但对氧氧气的需求并并不比单独SBR法多，这证证明组合工艺艺中