好氧顆粒污泥降解2,4-二氯酚的研究.pdf

1、好氧顆粒污泥處理工藝具有高效低耗的特點(diǎn),自上個(gè)世紀(jì)90年代末被報(bào)道以來,受到越來越廣泛的關(guān)注。好氧顆粒污泥具有耐沖擊、沉降時(shí)間短、效果好以及很好的同步脫氮除磷的功效,不僅使其體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)(如減少二沉池的建設(shè)),而且解決了普通活性污泥處理工藝的脫氮除磷效率低的問題。我們可以預(yù)測(cè),好氧顆粒污泥廢水處理工藝在污水處理領(lǐng)域中有十分廣泛的應(yīng)用前景。在日常的工業(yè)生產(chǎn)中,很多工藝流程會(huì)產(chǎn)生含2,4-二氯酚的廢水,由于2,4-二氯酚具有生物毒性,

2、直接處理會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生很大影響,傳統(tǒng)的方法一般是先對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理,工藝流程變得復(fù)雜。因此,需要我們尋求一種新型節(jié)能的2,4-二氯酚廢水處理技術(shù)。
　　目前,隨著好氧顆粒污泥基礎(chǔ)性研究成果取得重大的進(jìn)展,對(duì)有毒有害物質(zhì)的顆粒污泥處理已經(jīng)成為了新的研究熱點(diǎn),如好氧顆粒污泥對(duì)含重金屬?gòu)U水的處理、對(duì)含苯胺廢水的處理。本實(shí)驗(yàn)對(duì)好氧顆粒污泥處理含2,4-二氯酚廢水進(jìn)行研究。本研究以 COD為500mg/L,氨氮65mg/L以及含各種微量元素

3、的人工模擬的廢水為主要處理對(duì)象,采用間歇式氣升內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(SBAR)作為該研究的發(fā)生裝置。好氧顆粒污泥的接種、培養(yǎng)以及主要污染物的降解進(jìn)行了研究;利用培養(yǎng)出性質(zhì)穩(wěn)定成熟的好氧顆粒污泥,觀察在同一反應(yīng)裝置內(nèi),2,4-二氯酚的加入,對(duì)好氧顆粒污泥同步硝化和反硝化的過程的影響;為了進(jìn)一步確定好氧顆粒污泥對(duì)2,4-二氯酚的去除效果,我們進(jìn)行了好氧顆粒污泥吸附2,4-二氯酚的吸附實(shí)驗(yàn)的研究并對(duì)吸附效果進(jìn)行了數(shù)據(jù)擬合,進(jìn)而為好氧顆粒污泥去除2,4

4、-二氯酚研究的可能性提供了基礎(chǔ)的理論依據(jù)。
　　實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為以下三個(gè)部分:
　　1.實(shí)驗(yàn)初期,對(duì)接種污泥進(jìn)行選擇,研究發(fā)現(xiàn)以厭氧顆粒污泥為接種污泥培養(yǎng)出的好氧顆粒污泥比以普通活性污泥為接種污泥培養(yǎng)出的好氧顆粒污泥,其外形輪廓更清晰、結(jié)構(gòu)更加緊實(shí)致密,馴化培養(yǎng)的成粒過程所需的時(shí)間要短很多。本實(shí)驗(yàn)是在室溫25°C條件下進(jìn)行的,實(shí)驗(yàn)中 MLSS的數(shù)值大約維持在2500mg/L,培養(yǎng)出的好氧顆粒污泥的平均粒徑為1.52mm,平均濕密

5、度為1.036g/cm3,沉降速率為20.2~60.1cm/min。在SBAR反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后,對(duì)COD、氨氮、總磷的去除率分別為80％、80%、50%左右。該階段培養(yǎng)出性能良好的好氧顆粒污泥以及反應(yīng)器的運(yùn)行也很穩(wěn)定。
　　2. SBAR反應(yīng)器中,有毒物質(zhì)2,4-二氯酚的加入,對(duì)好氧顆粒污泥的反硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的同步反硝化作用和硝化作用的影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:2,4-二氯酚的加入對(duì)硝化菌產(chǎn)生了明顯的抑制作用,而且2,4-二氯酚的濃

6、度與硝化菌的抑制作用是成正比的;然而,2,4-二氯酚濃度對(duì)反硝化自養(yǎng)菌的作用沒有明顯規(guī)律,但是一定濃度的2,4-二氯酚能刺激反硝化菌,使廢水處理過程中的反硝化作用增強(qiáng);2,4-二氯酚濃度為10mg/L時(shí),同步硝化反硝化速率最大,即硝化速率和反硝化速率相差最小;2,4-二氯酚的加入對(duì)COD和NH4+-N的去除效果產(chǎn)生影響,在2,4-二氯酚濃度為10mg/L時(shí),好氧顆粒污泥對(duì)COD的去除的效果最好,高于10mg/L時(shí)COD去除效果變差,而2

7、,4-二氯酚的加入則會(huì)使NH4+-N的去除率降低。綜上考慮,好氧顆粒污泥的工程學(xué)運(yùn)用時(shí)要注意權(quán)衡好同步硝化反硝化效果COD、NH4+-N的去除效果各方面因素。該實(shí)驗(yàn)研究為好氧顆粒污泥處理含2,4-二氯酚廢水提供了基本理論支撐。
　　3.好氧顆粒污泥對(duì)含2,4-二氯酚的吸附性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:好氧顆粒污泥對(duì)2,4-二氯酚吸附量高達(dá)40mg/g。吸附熱力學(xué)方程的擬合數(shù)據(jù)的研究表明Langmuir等溫方程能夠更好的描述好氧顆粒污泥對(duì)2,4

8、-二氯酚的吸附熱力學(xué)特性。該吸附過程不太適用于Freundlich等溫方程和Tempkin等溫方程來表述。說明好氧顆粒污泥對(duì)2,4-二氯酚吸附是一個(gè)單分子層的吸附過程,吸附過程主要受傳質(zhì)阻力的影響。顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型、偽一級(jí)吸附模型、偽二級(jí)吸附模型三種模型被運(yùn)用來整體描述好氧顆粒污泥對(duì)2,4-二氯酚的吸附過程,可以得出發(fā)現(xiàn)偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好的描述好氧顆粒污泥對(duì)2,4-二氯酚的吸附過程。然而內(nèi)擴(kuò)散吸附模型能更加精確的描述好氧顆粒污泥對(duì)2,