藻类-细菌共生系统自然光下处理高负荷印染废水

发布时间：2020-08-03 12:10

【摘要】：藻类-细菌共生ABS(algal-bacterial symbiosis system)系统作为一种新兴的生物废水处理技术,与传统的活性污泥CAS(conventional activated sludge system)系统相比,藻-菌共生系统不仅对于污染物有着更好的去除性能而且有着更低的运行成本。因此,它具有良好的应用前景。之前的研究中,发现XJK-小球藻,W6-丝状藻,902-月牙藻对于分散蓝2BLN,孔雀石绿和结晶紫有着较好的去除效果。本文在此基础上,设计了一个能够保证藻菌共生的反应器,培养藻-污泥共生,在自然光条件下处理实际印染废水,考察藻菌共生系统对于实际印染废水中污染物的去除效果。首先设计了一个有效工作体积为5 L的多功能一体化好氧生物反应器,反应器由五部分组成:进水区,生化反应区,三相分离器,沉淀区和出水区。同时制作了两个反应器,一个反应器使用传统活性污泥系统(CAS系统)进行废水处理,反应器中初始混合液悬浮固体浓度为1000 mg/L;一个反应器使用藻菌共生系统(ABS系统)进行废水处理,反应器中初始混合液悬浮固体浓度为1000 mg/L,ABS系统的藻类与污泥体积比为1:1(w/w),由实验室培养的XJK-小球藻,W6-丝状藻902-月牙藻的混合物,与常规活性污泥混合。通过一段时间的运行发现由于藻泥共生系统的体积比以及反应器结构的原因,导致污泥和藻类流失,反应系统对于COD的去除效果较差。于是对反应器和藻泥的体积比进行了优化。改进后的第二代反应器在右端三相分离器下方增加了一块60°的斜挡板,以改变水流方向,减少对沉淀区的冲击,使得污泥可以更好地回流。按照1:2的体积将藻类和活性污泥混合,经过一段时间的运行发现ABS系统中MLSS值保持在一定范围内,藻含量有所下降,但COD的去除率明显增加,色度明显降低。ABS系统可以稳定的运行但在处理效果上和印染废水处理厂还存在着一定的差距,进而调整了藻类和活性污泥的体积比。按照1:3的体积将藻类和活性污泥混合,对反应器进行了启动,经过一段时间的运行发现ABS系统对于COD、NH_4~+-N和色度有着较好的去除效果,ABS系统COD、NH_4~+-N、TP的去除率分别为83%、90%、35%,色度为100-120倍之间,COD、NH_4~+-N、TP的去除率比CAS系统分别高8%、1%、2%,比印染废水处理厂生化阶段的去除率分别高10%、12%、8%。色度减少了40倍。在接下来的实验中对反应器的运行条件进行了优化。在曝气量相同的情况下,当水力停留时间为16 h时,ABS系统对于污染物的去除效果最佳,平均出水COD,NH_4~+-N和TP的值为95 mg/L、2.4 mg/L、4 mg/L。平均COD,NH_4~+-N和TP的去除率为83.5%、88.6%、36.6%。COD,NH_4~+-N和TP含量分别比印染废水处理厂减少了75.2 mg/L,5.1 mg/L和1.05 mg/L,平均COD,NH_4~+-N和TP去除率分别提高10.5%,8.6%和10.5%。色度减少了60倍。在水力停留时间为16 h时,当曝气量为0.4-0.5 L/min时,ABS系统对于污染物的去除达到最佳效果,平均COD,NH_4~+-N的去除率为85.5%、93.1%,色度在100-120倍之间。相对于印染废水处理厂的生化段分别提高12.5%,8.6%,色度减少了40倍。在曝气量为0.15-0.2 L/min时,ABS系统的溶解氧为0.85 mg/L左右,比CAS系统高0.4 mg/L,在曝气量为0.4-0.5 L/min和0.7-0.8 L/min时,ABS系统的溶解氧分别为2.85 mg/L和3.95 mg/L比CAS系统高0.8 mg/L左右,在低曝气量和高曝气量的情况下,ABS系统均可以保持较好的稳定性。针对反应器和实验条件存在的不足,对反应器进行了升级,将原有的反应器扩大至15 L,且在四周进行了避光处理,使得阳光只能从反应器上端进入废水处理水体。然后,将反应器移至室外在完全自然条件下进行废水处理。经过一段时间运行发现由于室外温度较低,导致水温较低,同时由于阴雨天过多,光照略有不足进而影响了ABS系统的处理效率。ABS系统对于COD的去除能力降低,去除率在65%左右。色度的去除能力相应的降低,出水色度在150-180倍之间。而NH_4~+-N的去除并没有受到太大的影响,去除率在89%左右。总磷的去除率在35%。尽管天气原因影响了ABS系统的处理效率,但相对于废水处理厂来说,色度的去除水平保持一致,NH_4~+-N的去除率仍提高了11%,总磷的去除率提高了10%。本研究将为ABS系统的实际应用奠定基础,为印染废水的处理提供新的思路。
【学位授予单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X791
【图文】：

活性污泥工艺

[73]在常温条件下，处理低浓度的真丝印染废水采用的是复OD 为 300 mg/L，色度 400 倍，在水力停留时间为 10 h 的工 100 mg/L，色度小于 50 倍。达到了国家一级排放的标准。应器处理印染废水，通过 UASB 工艺处理染料废水，来研究D 和色度的染料废水时，去除效率较好，均超过 85%。a 等[75]采用 UASB 处理不同有机负荷并含有多种染料的印染件下，对 6 种浓度的染料考察其 COD 和色度的去除率。实COD 和色度的去除率高于 85%。虽厌氧处理技术有许多优点的 pH 以及温度要求严格，会影响废水处理的效果。处理技术件下，利用微生物降解印染废水中的有机物。该处理技术操行管理方便，且无臭味。活性污泥法、生物滤池、生物塘等泥法是在曝气条件下，将活性污泥与废水混合搅拌，然后将：

技术路线图,技术路线

技术路线

工艺流程图,印染废水处理,工艺流程,废水

第二章材料与方法料废水来源验中使用的废水来自石河子印染废水处理厂的调节池，主要来自两家棉纺织厂。水处理厂的处理过程如图 2-1 所示。本实验的出水水质将与印染废水处理厂厌氧处理后进入二次沉淀池的废水进行比较。印染废水调节池和二沉池出水水质指标2-1 所示。

【参考文献】