造纸废水生物促生剂的研究

发布时间：2018-10-13 15:21

【摘要】：随着我国造纸工业的迅猛发展,废水水量和污染物的排放量逐年增大,提高废水的处理效率显得非常重要。活性污泥法因为自身的优点,应用越来越广泛,已成为了造纸废水二级处理的主要方法之一。强化废水生物处理系统的研究已经成为环保领域的研究热点。本论文对造纸废水的污染特性进行了研究,研发出一种新型的针对造纸废水的生物促生剂,对其处理效果及作用机理进行初步的探究。采用常规分析和紫外、红外、GC-MS等现代分析手段,研究废水的污染特性在生物处理前后的变化。结果发现,生物处理前的造纸废水含有较高浓度的溶解态有机物,其溶解性CODCr和BOD5含量分别为944 mg/L和321mg/L,BOD5/CODCr为0.34,说明该废水的可生化一般,废水中存在大量的发色基团和助色基团使造纸废水具有较深的色度。同时,造纸废水的成分非常复杂,主要有机污染物包括有机酸类、苯类、苯酚类、酯类和烷类等化合物,芳香族化合物的相对含量为63.45%。经生物处理后的造纸废水CODCr和BOD5都大幅下降,分别为275 mg/L和44 mg/L,去除率分别可达到71%和86%。废水的BOD5/CODCr由0.34降低为0.16,处理后废水中有机污染物种类明显减少,各色谱峰的面积和强度大大下降。但是生物处理过程加深了废水的色度,且出水CODCr仍然较高,表明废水中还存在一些难生物降解的有机物。根据造纸废水污染特性和微生物的生长特性,确定生物促生剂的主要成分为酶(漆酶、纤维素酶和木聚糖酶)、微量元素营养盐(Fe3+,Zn2+)、生长激素(赤霉素)、有机酸(黄腐酸)、氮盐和磷盐。采用单因素试验方法分析这几种成分在不同使用量下的处理效果。结果表明,生物促生剂选用的每一种组分对废水的去除效果都有提高,最佳使用量分别为:漆酶用量为10mg·L-1,纤维素酶用量为8mg·L-1,木聚糖酶用量为7mg·L-1;微量元素营养盐用量为2 mg·L-1;赤霉素用量为0.1 mg·L-1;黄腐酸用量为1 mg·L-1;氯化铵用量为1 mg·L-1;磷酸用量为0.5 mg·L-1。根据生物促生剂的最佳配比配制出3种生物促生剂,分别命名为BE1、BE2、BE3。对比空白组,BE1组,BE2组,BE3组,BE1+BE2组,BE1+BE3组,BE2+BE3组,BE1+BE2+BE3组的CODCr去除率、色度去除率和浊度去除率。综合比较,发现BE1的实验组处理效果最好,与未添加的空白组相比,CODCr去除率可提高8.3%,色度去除率可提高7.7%,浊度去除率可提高3.9%。使用生物促生剂BE1强化造纸废水生物处理,得到最佳工艺参数为:生物促生剂最佳加入量为0.8 mL/L,最佳曝气时间为20 h,最佳温度为30℃,最佳pH为9。通过对比实验,对投加生物促生剂的实验组与未投加的对照组在CODCr去除率、活性污泥性能等方面进行研究,结果表明,投加生物促生剂使得实验组CODCr去除率达到86.77%,比对照组高出12.14%。其MLVSS/MLSS值比对照组也平均提高了约7.58%,达到了0.724。并且加入生物促生剂后,污泥沉降性能得到了改善,实验组的SVI为68.1 mL/g,与对照组相比降低了约11.03%。生物促生剂的投加也提高了活性污泥活性,使实验组比对照组的SOUR提高了约18.8%。通过显微镜观察发现投加生物促生剂的活性污泥结构紧密,菌胶团变大,连接紧密,且活性污泥系统出现丰富的生物相和较多的微生物数量。利用紫外光谱、红外光谱和气相色谱-质谱分析生物促生剂强化处理后的废水的污染特性,结果表明:利用生物促生剂能有效地促进微生物的生长,降解去除废水中的有机污染物,破坏废水中有机物的发色基团,使废水的色度和污染负荷大大降低。
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【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X793

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