錳砂填充臭氧曝氣生物濾池處理酸性玫瑰紅模擬染料廢水效果

錳砂填充臭氧曝氣生物濾池處理酸性玫瑰紅模擬染料廢水效果

我國紡織業90%以上的產能集中在沿海地區，過于集中的產能已使部分地區污染物排放總量超出環境承載能力，紡織印染企業實施廢水深度處理以至中水回用已勢在必行。本文主要研究了一體式臭氧曝氣生物濾池（BAF）新型廢水深度處理裝置用于酸性玫瑰紅模擬染料廢水的處理。本文利用填料柱式臭氧反應器模擬發生在臭氧BAF下層填料中的臭氧氧化反應，發現玻璃珠填料柱的臭氧傳質速率和轉化利用率高于空柱反應器，在同等條件下能獲得更好的出水水質，說明填料的剪切作用能賦予臭氧BAF優于普通接觸臭氧氧化反應器的性能。為提升臭氧BAF的性能，本文對裝填有玻璃珠、陶粒和錳砂的填料柱反應器進行了對比實驗，發現錳砂對臭氧的轉化利用率最高，能有效降低出水和尾氣臭氧濃度；錳砂和陶粒填料柱對COD的去除效果無明顯差異，總體略優于玻璃珠填料柱；三種填料柱的色度去除率在水力停留時間大于2min時無明顯差別；酸性條件下，錳砂和陶粒填料柱對芳香族化合物的去除率高于玻璃珠填料柱，而在堿性條件下，三種填料柱的去除效果無顯著差異；錳砂和陶粒填料柱對模擬廢水可生化性的改善效果略遜于玻璃珠填料柱。實驗還研究了三種填料柱對污染物的沿程降解規律。同等條件下，錳砂對酸性玫瑰紅的綜合降解速率較快，在60cm填料層高度處即可實現90%以上的去除率。此外，酸性玫瑰紅的脫色過程被證明是通過臭氧直接氧化途徑來實現的，而在反應后期的中間產物降解階段，臭氧在錳砂催化作用下分解產生的羥基自由基也發揮了不可忽視的作用。本文探索了錳砂-陶粒填充臭氧BAF的最佳運行條件，發現在一定范圍內，錳砂的填充高度越大，臭氧BAF的處理效果越好。錳砂填料層內生物量與生物活性極低，而在陶粒填料層內，生物量隨水流方向沿程增加，生物活性則呈現先指數式增長后小幅下降的變化趨勢。作為該產學研合作項目的應用環節，一體式臭氧BAF首次應用于實際紡織印染廢水的深度處理工程，用作預處理工藝提高膜分離系統的進水水質。監測數據表明，該聯用工藝可滿足高質量的回用水要求，并保證RO濃縮液主要污染物指標滿足當地排放標準，無需進行后續處理即可直接排放。