生物活性炭在鋼鐵企業(yè)排水資源化利用中的研究.pdf

1、本論文主要進(jìn)行了生物活性炭(BAC)技術(shù)在大型鋼鐵廠水資源循環(huán)利用中的應(yīng)用研究，重點(diǎn)研究了生物活性炭技術(shù)的處理效果、影響因素、運(yùn)行參數(shù)和反沖洗參數(shù)優(yōu)化及生物影響，并就生物活性炭去除鐵錳的機(jī)理做了分析和探討。 生物活性炭濾柱在寶鋼現(xiàn)場運(yùn)行，掛膜成功后，對寶鋼圍廠河水污染物有較好的去除效果，當(dāng)進(jìn)水濁度、COD、氨氮、總磷、總鐵和錳的平均濃度分別為17.6 NTU、13.6 mg/L、0.93 mg/L、0.2l mg/L、0.70

2、 mg/L和0.54 mg/L時(shí)，出水平均濃度為3.11 NTU、6.72 mg/L、0.29 mg/L、0.16 mg/L、0.18 mg/L和0.12 mg/L。 生物活性炭運(yùn)行的主要影響因素有空床接觸時(shí)間、溫度和溶解氧等。延長空床接觸時(shí)間可以顯著提高處理效果，當(dāng)空床接觸時(shí)間由30rain提高到60min時(shí)，濁度、COD、總鐵和錳的平均去除率分別由78.7％、38.3％、70.1％和75.7％提高到90.9％、69.8％、

3、86.2％和86.8％。大部分污染物的去除效果隨溫度的降低而下降，當(dāng)溫度從20℃～25℃下降到15℃以下時(shí)，濁度、COD、氨氮、總鐵和錳的平均去除率分別下降了22.7％、13.9％、29.7％、18.9％和16.9％。溶解氧是影響COD和氨氮處理效果的主要因素之一，但對鐵、錳的去除效果影響較小。 生物活性炭處理寶鋼圍廠河水的適宜工藝參數(shù)為：空床接觸時(shí)間為45～60min、溶解氧5mg/L，左右、溫度≥10℃、裝置的濾層高度大于

4、等于100cm。適宜的反沖洗參數(shù)為：濾層膨脹度為25％～30％，反沖洗時(shí)間為6～8min，反沖洗周期視季節(jié)與原水水質(zhì)而定，一般為3～4d。 搖瓶試驗(yàn)中BAC去溶解性鐵錳的效果明顯好于AC，證實(shí)了生物除除錳作用的存在，因此鐵錳的去除是由活性炭吸附，鐵錳細(xì)菌催化氧化和過濾機(jī)理共同作用的。實(shí)驗(yàn)室BAC濾柱除鐵試驗(yàn)證明溶解氧充足時(shí)，鐵的去除主要依靠化學(xué)氧化和物理作用，部分依靠生物氧化，而錳的去除主要為生物氧化，生物去除貢獻(xiàn)率約為62％

5、。 寶鋼現(xiàn)場的BAC成熟濾柱內(nèi)鐵氧化細(xì)菌量豐富，濾柱上部的數(shù)目為7.60×103cfu/g干炭，分離純化三次后可得到一株純菌，該菌可能為嘉氏鐵柄桿菌(Gallionella)，為除鐵的高效菌。鐵錳的去除速率與濾層中鐵錳離子濃度的一次方成正比。濾柱濾層內(nèi)鐵錳離子濃度與空床接觸時(shí)間存在下列關(guān)系：ln(CFe0/CFe)=0.0lt＋0.1401，R2Fe=0.8746 和ln(CMno/CMn) =0.0228t＋0.1863，R