生物性污染廢水處理技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái),生物科技對(duì)經(jīng)濟(jì)和人類(lèi)進(jìn)步產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。同時(shí),現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)自身潛在的威脅與風(fēng)險(xiǎn),已日益引起人們的普遍關(guān)注和警覺(jué)。生物實(shí)驗(yàn)室與生物技術(shù)企業(yè)排放的廢棄物,特別是廢水,含有大量細(xì)菌、病毒、生物活性物質(zhì)、轉(zhuǎn)基因生物體、抑菌性抗生素、難降解有機(jī)物等,隨意排放入水體和城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。而目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)國(guó)家均既未對(duì)其進(jìn)行監(jiān)管,也缺乏相應(yīng)的污染物控制技術(shù)及設(shè)備。
　　本實(shí)驗(yàn)選擇某高校生物實(shí)驗(yàn)室廢水

2、為研究對(duì)象,在小試規(guī)模上著重研究6種不同技術(shù)在不同條件下對(duì)實(shí)際的生物性污染廢水的處理效果,確定最佳工藝技術(shù)路線、優(yōu)化設(shè)計(jì)/運(yùn)行參數(shù)。根據(jù)小試獲得的最佳工藝技術(shù)路線以及設(shè)計(jì)/運(yùn)行參數(shù)設(shè)計(jì)、建造了生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)裝置。考察其對(duì)生物產(chǎn)業(yè)企業(yè)所產(chǎn)生實(shí)際生物性污染廢水的處理效果,優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)。開(kāi)發(fā)出高效實(shí)用的生物性污染廢水處理技術(shù)及設(shè)備。
　　小試研究的6種工藝為:強(qiáng)化混凝沉淀、Fenton法、電化學(xué)法、強(qiáng)化混凝沉淀-Fenton法、強(qiáng)化混凝沉淀

3、.電化學(xué)法、強(qiáng)化混凝沉淀.臭氧法。根據(jù)各種方法最終的處理效果,并綜合考慮可操作性、成本等影響因素,建議最佳工藝為:強(qiáng)化混凝沉淀-Fenton法。建議最佳工藝條件為:強(qiáng)化混凝沉淀階段:聚合雙酸鋁鐵(PAFCS)40mg/L,氧化鈣(CaO)與陰離子表面活性劑(LAS)摩爾比0.75/1,聚丙烯酰胺(PAM)投加量為1.0mg/L;Fenton法階段:過(guò)氧化氫(H2O2)投加量3g/L,溶液pH3.5,反應(yīng)時(shí)問(wèn)4小時(shí),過(guò)氧化氫與亞鐵離子摩爾

4、比20/1。在最佳運(yùn)行條件下,出水細(xì)菌總數(shù)和生物活性指標(biāo)(三磷酸腺苷,ATP)均無(wú)檢出;且發(fā)光菌相對(duì)抑光率僅為10％,為微毒,保障了出水的生物安全性;在最佳運(yùn)行條件下,COD從平均387mg/L下降至下降至76mg/L以下,平均43mg/L,滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn);氨氮(NH3-N)、總氮(T-N)、總磷(T-P)分別為1.10mg/L、2.92mg/L、0.002mg/L,遠(yuǎn)低于城鎮(zhèn)污

5、水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　根據(jù)小試確定的最佳工藝技術(shù)路線和參數(shù)設(shè)計(jì),建造了生產(chǎn)性一體化處理裝置,對(duì)生物產(chǎn)業(yè)企業(yè)所產(chǎn)生實(shí)際生物性污染廢水進(jìn)行處理研究,確定其運(yùn)行參數(shù)和處理效果。在進(jìn)水水質(zhì)正常,T-P沒(méi)有過(guò)高,平均值為4mg/L時(shí),建議最佳工藝為:加酸殺菌+強(qiáng)化混凝沉淀+Fenton法。建議最佳工藝條件為:(1)加硫酸調(diào)節(jié)pH至2(根據(jù)水中堿度不同,酸的用量也不同),靜置0.5h,加堿調(diào)節(jié)

6、為中性。(2)強(qiáng)化混凝沉淀階段PAFCS70mg/L,Ca2+/LAS摩爾比0.75/1,PAM投加量為1.0mg/L。(3)Fenton法階段:H2O2投加量1.5g/L;溶液pH3.5;反應(yīng)時(shí)間5h;H2O2/Fe2+=20/1。出水各項(xiàng)指標(biāo)均滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)二級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)。
　　當(dāng)原水T-P含量較高時(shí),繼續(xù)采用加酸殺菌+強(qiáng)化混凝沉淀+Fenton法可能會(huì)導(dǎo)致出水的T-P和懸浮顆粒物(

7、SS)較高。建議最佳工藝為:加酸殺菌+強(qiáng)化混凝沉淀+Fenton法+強(qiáng)化混凝沉淀。原廢水水質(zhì)為:COD860mg/L,溶解性COD420mg/L,L,AS15mg/L,SS310mg/L,NH32-N11.7mg/L,T-N28.5mg/L,T-P137.2mg/L,生物活性指標(biāo)ATP19423RLU/mL,細(xì)菌數(shù)2×105CFU/mL,生物毒性發(fā)光細(xì)菌抑制率顯示有毒。第二次強(qiáng)化混凝處理前,經(jīng)過(guò)前三步處理,水質(zhì)變?yōu)镃OD65mg/L,溶

8、解性COD53mg/L,L,AS0.6mg/L,SS40mg/L,NH3-N6.7mg/L,T-N13.6mg/L,T-P6.9mg/L,生物活性指標(biāo)ATPORLU/mL,細(xì)菌數(shù)30CFU/mL,生物毒性發(fā)光細(xì)菌抑制率顯示無(wú)毒。除T-P、SS外出水各項(xiàng)指標(biāo)均滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。處理后總磷去處率雖然已達(dá)95％以上,但仍有部分殘留,T-P6.9mg/L,未能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(

9、GB18918-2002)。同時(shí),出水中的SS也較高。SS40mg/L,達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在Fenton結(jié)束后加入混凝劑以及助凝劑PAM,增強(qiáng)對(duì)SS和T-P的去除。其中聚合雙酸鋁鐵.50mg/L、PAM1mg/L。在經(jīng)過(guò)混凝處理后,Fenton出水的SS和T-P均有下降,SS為13mg/L,達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn);T-P為1.9mg/L,達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
　　本課題開(kāi)發(fā)出高效實(shí)用的一體化可