臭氧-生物活性炭工艺去除工业废水中难降解有机物..docxVIP

臭氧-生物活性炭工艺去除工业废水中难降解有机物随着城市水资源日益匮乏，缺水工业城市火力发电厂工业水及循环水系统补充水已逐渐采用城市中水代替，但城市中水中难降解有机物含量高，成分复杂，直接回用会对深度处理系统中的膜造成污堵。同时环保部门对电厂排放废水水质也提出较高要求，以循环水排污水为代表的工业废水必须进行深度处理并综合利用,以减轻废水排放的环保压力。因此,难降解有机物的去除是中水水源循环水排污水回用的难点之一。现阶段电厂较为常见的循环水排污水有机物处理工艺有电絮凝处理工艺、强化絮凝工艺等，但这些处理工艺对中水水源的有机物去除率较低，总有机碳(TOC)去除率一般在20%-30%之间。很多学者对臭氧-生物活性炭(O3-BAC)工艺降解各种废水中有机物的问题进行了研究。但是该方法应用于电厂中水水源循环水排污水的处理还鲜见报道O3-BAC工艺首先利用臭氧的强氧化能力，将水中的有机物部分或全部氧化为无机物，将难降解的有机物分解为易降解的小分子有机物，提高处理水的可生化性;然后,通过生物活性炭(BAC)的吸附作用将水中的有机物吸附到BAC表面，BAC 为生物膜上的微生物提供了赖以生存的栖息环境,其吸附的有机物作为其内部附着的微生物的营养源被分解，同时由于微生物对BAC吸附的有机物的不断分解去除，延长了BAC的吸附寿命和反洗周期，二者相辅相成,共同保证处理工艺的良好运行,达到净化水质的目的。本文采用O3-BAC工艺对某电厂中水水源循环水排污水中难降解有机物进行去除,考察不同臭氧接触氧化时间、原水pH 值及臭氧投加量对氧化效果的影响，并对O3-BAC工艺的整体性能进行分析。1 试验材料与方法1.1 试验水样试验水样为某电厂中水水源循环水排污水，主要水质指标见表１，其中COD为化学需氧量，BOD５为５日生化需氧量。由表１可见,循环水排污水具有有机物含量高、水质硬度大、含盐量高、BOD５/COD(B/C)值较低(约为0.05)等特点，难以直接采用生物法对有机物进行降解。1.2 工艺流程O３-BAC工艺由提升设施、臭氧接触塔和生物活性炭池组成,其工艺流程见图１。1.3 试验方法1.3.1 臭氧氧化试验臭氧氧化试验采用单因素多水平试验方法进行,主要考察臭氧投加量、接触氧化时间以及原水pH 值对循环水排污水氧化效果的影响。试验中COD质量浓度采用重铬酸钾法测定，BOD５ 质量浓度采用５日培养法测定试验步骤如下按O３/TOC质量比为2.0控制臭氧投加量，在原水pH 值为8.23条件下，研究臭氧不同氧化时间5，10，15，20，30，40 min对氧化效果的影响。测定臭氧氧化后水的BOD５，COD 及TOC 的质量浓度。采用B/C值评价提高可生化性的效果。根据步骤１)确定的臭氧接触氧化时间，O３/TOC质量比为2.0投加臭氧,研究原水pH 值对臭氧氧化的影响，采用HCl溶液将水样pH 值调7.00，8.00，采用NaOH 溶液将原水的pH 值调至9.00进行试验(测定指标同上)。根据步骤１)和２)确定的参数，考察不同臭氧投加量(按O３/TOC 质量比分别为1.0，,1.5，,2.0，2.5，,3.0，4.0，进行投加)对臭氧氧化的影响(测定指标同上)。1.3.2 生物活性炭试验对臭氧氧化产水进行BAC处理，先调试挂膜，取某污水处理厂好氧段活性污泥，加入适量臭氧氧化产水进行初步培养驯化，连续曝气３天，每天换水２次。３天后将活性污泥投入曝气BAC滤池中，加臭氧氧化产水淹没BAC，闷曝24h后换水，连续闷曝７天后开始小流量(0.60L/h)进水,而后逐渐加大进水流量直至满负荷运行.调整BAC 滤池进水流量分别为0.60，1.10，1.52L/h进行试验，BAC每隔15天反洗一次，24h连续运行,每隔２h 取样进行分析,检测产水的TOC质量浓度、COD 质量浓度、pH 值、电导率、浊度、温度、溶解氧量，分析BAC工艺在不同进水流量下对有机物的去除效果。２　试验结果2.1　臭氧氧化试验2.1.1　臭氧接触氧化时间对氧化效果的影响按O３/TOC质量比为2.0控制臭氧投加量，在原水pH 值为8.23条件下，考察臭氧不同接触氧化时间对氧化效果的影响，试验结果见表２。由表２可见，随着臭氧氧化时间的增加，B/C值增大，水样的可生化性逐渐提高，在5~15min之间，B/C值增长较快，15min后增幅较慢。另外，臭氧产水TOC 质量浓度随臭氧氧化时间的增加变化较小,其去除率在37.48%~44.91%之间波动；随着臭氧氧化时间的增加，产水COD 质量浓度越低,氧化效果越好。这是因为延长臭氧接触氧化时间可增加臭氧分子与污染物的反应概率,提高臭氧的氧化效率。综合比较，臭氧氧化最佳接触时间可以取15min。2.1.2　水样pH 值对氧化效果的影响试验水样p