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组合SBR法处理含活性艳兰KN-G印染废水的研究

作　者: 阮海英
导　师: 陈亮
学　校: 东华大学
专　业: 环境工程
关键词: 组合SBR法印染废水活性艳兰KN-G 吸附
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文对比研究了三种SBR组合工艺对含活性艳兰KN-G 印染废水的处理效果,得到对活性艳兰KN-G和氮、磷等污染物均有良好处理效果的最佳SBR组合工艺,并通过正交试验确定了最佳组合工艺的优化工艺参数。在此基础上,通过序批式试验对SBR系统中活性艳兰KN-G的吸附与降解特性进行了较为全面的分析,确定了其吸附去除动力学模型,并得到硫酸钠浓度、pH值、温度等因素对活性艳兰KN-G吸附去除的影响规律。本研究选择的三种污水处理组合SBR工艺分别是：1#工艺—好氧SBR((O)SBR),2#工艺—厌氧、好氧、缺氧多级交替SBR((A/O)3SBR)和3#工艺—厌氧、好氧SBR((A/O)SBR)。通过改变各SBR组合体系的水力停留时间、泥龄等工艺参数,发现：随着水力停留时间、泥龄的延长,活性艳兰KN-G去除率呈明显上升趋势；2#工艺((A/O)3SBR)中活性艳兰KN-G、TN的去除率以及出水B/C指标均优于其它两种工艺。为确定(A/O)3SBR组合工艺的最佳工艺参数,本文通过正交试验方法,研究了水力停留时间、泥龄、好氧/缺氧总时间比三因素对活性艳兰KN-G去除效果的影响,得到了试验条件下的优化值,即水力停留时间36h、泥龄25d、好氧/缺氧总时间比0.9。在优化工艺条件下,对《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2008(征求意见稿)中的主要指标进行监测分析得到,能达到国家现有企业排放标准,除个别指标(BOD5、色度)外,其余指标能达到新建企业的排放标准,可为现有企业的改造和升级提供理论依据和技术参数。在得到优化工艺参数的基础上,计算了优化工艺(AO)3SBR中吸附与降解对活性艳兰KN-G去除的贡献,确定活性艳兰KN-G去除的主要途径是生物吸附,因此本文分别采用线性、Freundlich和Langmuir模型对活性污泥吸附活性艳兰KN-G进行拟合分析。从准确性和稳定性两方面对比分析,Freundlich方程更适合描述活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附。研究结果表明：活性艳兰KN-G吸附过程较符合准二级动力学模型；活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附过程主要由颗粒内扩散和膜扩散联合控制；吸附活化能E值在40kJ·mol-1以下,即活性污泥对活性艳兰KN-G的吸附作用中物理吸附占主导作用；吸附焓⊿H0和熵⊿S0大于0,即对染料的吸附主要为吸热过程。研究还发现,硫酸钠的加入、pH值、温度对活性污泥吸附活性艳兰KN-G都有较大的影响。pH值与吸附量呈负相关。Na2SO4的加入使吸附剂中的分布系数D增大,从而提高了吸附剂的染料吸附量。在低于60℃时,升高温度有利于染料的吸附。最后,利用UV-Vis、FTIR技术,分析了活性艳兰KN-G染料的降解途径以及初步的降解产物组成。UV-Vis分析结果表明：出水在300-340nm和600-700nm之间的吸收峰与进水相比降低较明显,但吸收峰仍存在,说明酞菁结构物质并未完全降解,活性污泥对其去除主要是通过生物吸附,其结果与计算分析所得一致。FTIR分析结果表明降解产物中可能含有苯胺。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章引言  12-23
  1.1 课题来源  12
  1.2 课题背景  12-13
  1.3 活性艳兰KN-G的基本结构和性质  13-16
    1.3.1 铜酞菁结构的概况及结构特点  14-15
    1.3.2 乙烯砜结构的概况及结构特点  15-16
  1.4 生物法去除活性艳兰KN-G  16-17
  1.5 SBR交替运行工艺研究进展  17-19
    1.5.1 SBR特点  17
    1.5.2 SBR交替运行工艺  17-18
    1.5.3 SBR展望  18-19
  1.6 活性艳兰KN-G去除机理研究进展  19-20
    1.6.1 生物污泥吸附的研究进展  19
    1.6.2 生物污泥降解的研究进展  19-20
  1.7 研究内容与意义  20-21
    1.7.1 研究目的与意义  20
    1.7.2 研究内容  20-21
  1.8 研究方法与路线  21-23
    1.8.1 研究方法  21-22
    1.8.2 研究路线  22-23
第二章组合SBR工艺的优选  23-39
  2.1 实验材料与方法  23-28
    2.1.1 SBR装置  23-24
    2.1.2 接种污泥与实验配水  24
    2.1.3 常规指标检测及方法  24-25
    2.1.4 RTB的分析方法  25-26
    2.1.5 污泥驯化  26-28
      2.1.5.1 污泥去除污染物能力变化  26-27
      2.1.5.2 污泥性能变化  27-28
  2.2 SBR工艺的优选  28-37
    2.2.1 HRT对RTB的去除及脱氮除磷的影响及优化  28-32
    2.2.2 SRT对RTB的去除及脱氮除磷的影响及优化  32-36
    2.2.3 不同SBR组合体系对B/C的影响  36-37
  2.3 本章小结  37-39
第三章正交试验设计法对(AO)_3SBR组合体系中去除RTB的工艺参数优化  39-51
  3.1 (AO)_3SBR组合体系试验方案的确定  39-40
  3.2 结果与讨论  40-43
  3.3 优化工艺条件下的研究  43-50
    3.3.1 不同SBR组合体系性能研究  43-45
      3.3.1.1 不同SBR组合体系中对TN、TP去除率的影响  43-44
      3.3.1.2 PVA浓度对1#、2#、3#不同SBR组合体系中B/C的影响  44-45
    3.3.2 运行稳定后的去除效果及分析  45-47
    3.3.3 一个周期内不同阶段对污染物的去除贡献  47-49
    3.3.4 污泥表面的微生物组成  49-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章活性污泥处理(AO)_3SBR组合体系中RTB去除机理的研究  51-80
  4.1 RTB吸附去除机理的研究  51-71
    4.1.1 实验材料与方法  51-52
      4.1.1.1 吸附用活性污泥的驯化与灭活  51-52
      4.1.1.2 仪器及试剂  52
      4.1.1.3 吸附实验的方法  52
    4.1.2 吸附平衡时间的确定  52-53
    4.1.3 (AO)_3SBR组合体系中吸附对RTB去除的贡献  53-54
    4.1.4 活性污泥对RTB吸附模型与机理研究  54-67
      4.1.4.1 吸附的理论  54-59
      4.1.4.2 实验方法  59
      4.1.4.3 结果与讨论  59-67
    4.1.5 活性污泥对RTB吸附影响因素分析  67-71
      4.1.5.1 盐的影响  67-68
      4.1.5.2 pH值的影响  68-70
      4.1.5.3 PVA的影响  70-71
  4.2 RTB降解去除机理的研究  71-77
    4.2.1 实验材料与方法  71
      4.2.1.1 降解用活性污泥的驯化  71
      4.2.1.2 仪器及试剂  71
      4.2.1.3 降解实验的方法  71
    4.2.2 (AO)_3SBR组合体系中降解对RTB去除的贡献  71-72
    4.2.3 RTB降解影响因素  72-74
      4.2.3.1 有无共存污染物  72-73
      4.2.3.2 葡萄糖浓度、RTB浓度对生物降解效果的影响  73-74
    4.2.4 (AO)_3SBR组合体系中RTB降解产物的初步分析  74-77
      4.2.4.1 UV-Vis分析  74-76
      4.2.4.2 FTIR分析  76-77
      4.2.4.3 活性艳兰KN-G降解历程的初步分析  77
  4.3 本章小结  77-80
第五章结论与建议  80-83
  5.1 结论  80-82
  5.2 建议  82-83
参考文献  83-88
攻读学位期间的主要学术成果  88-89
致谢  89

组合SBR法处理含活性艳兰KN-G印染废水的研究

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