生物催化電解與好氧工藝組合強(qiáng)化染料廢水處理效果研究.pdf

1、本課題針對厭氧段處理效率低的缺點(diǎn),對傳統(tǒng)厭氧-好氧染料處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)。以水中偶氮染料茜素黃R(AlizarinYellowR,AYR)為處理對象,建立了升流式生物催化電解反應(yīng)器(up-flowbiocatalyzedelectrolysisreactor,UBER)-接觸氧化工藝組合的染料廢水處理系統(tǒng)。
　　文章首先對UBER的脫色作用進(jìn)行探究。結(jié)果表明,AYR的還原脫色主要發(fā)生在UBER的陰極,表現(xiàn)為電化學(xué)和厭氧生物共同脫色

2、作用,其中,電化學(xué)作用占主要。同時,生物陽極對脫色也有一定的作用。進(jìn)一步對UBER的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行條件進(jìn)行優(yōu)化,使出水色度符合紡織染整工業(yè)水污染物二級排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4287-92),得出UBER最佳運(yùn)行條件為:陰陽極體積比為2:1,水力停留時間(HRT)為4h。此時,UBER出水色度為80倍,脫色率為86.2％。并將此條件下的UBER與后期與好養(yǎng)反應(yīng)器串聯(lián)。
　　在成功啟動接觸氧化反應(yīng)器后,建立了UBER-接觸氧化反應(yīng)器組合系統(tǒng),并探

3、究了其對AYR的處理效果。結(jié)果表明,在組合系統(tǒng)中UBER主要完成對AYR的脫色作用,并提高了進(jìn)水的可生化性,同時由于陽極利用有機(jī)底物而對COD的去除也有一定的貢獻(xiàn)。進(jìn)水中的COD及AYR脫色產(chǎn)物的去除主要在接觸氧化反應(yīng)器中進(jìn)行,但其在降低色度方面作用微弱。分析AYR在組合系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化機(jī)制時得出:進(jìn)水中AYR在UBER中偶氮鍵斷裂脫色,生成兩種穩(wěn)定的脫色產(chǎn)物對苯二胺和5-氨基水楊酸。在接觸氧化反應(yīng)器中兩種脫色產(chǎn)物均先轉(zhuǎn)化為對氨基苯酚,對氨

4、基苯酚再經(jīng)過進(jìn)一步的氧化,開環(huán),脫氨基,碳鏈斷裂后生成琥珀酸和乙酸,最終進(jìn)入好氧微生物的TCA循環(huán)而被完全礦化。
　　最后,通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)組合HRT的方式對組合系統(tǒng)的運(yùn)行條件進(jìn)行了優(yōu)化,并得出UBER的HRT為3h,接觸氧化反應(yīng)器的HRT為4.5h時為組合系統(tǒng)運(yùn)行的最優(yōu)條件,此時組合系統(tǒng)出水色度為64倍,脫色率為94.2%,出水COD為54.9mg/L,COD去除率為93.4%,出水對苯二胺及5-氨基水楊酸含量分別為0.26mg/L