论文部分内容阅读
随着废水处理技术研究的不断深入,新型废水处理方法正日益引起人们的研究兴趣。其中,多种处理技术的组合成为废水处理技术的研究热点。露天湿地生态法处理技术是通过湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合,发挥三者的协同作用来处理废水。光催化技术处理含铬废水是一项效率极高的废水工业处理方法,应用前景广阔。本文在露天湿地系统中引入光催化处理技术,探讨了光催化-生态组合法处理高盐含铬废水的新工艺。本课题首先研究了利用铁矿渣作为催化剂在露天湿地系统中对高盐含铬废水中Cr(Ⅵ)的还原机理,分析了催化剂、光照类型、光照时间、废水pH值以及Cl-浓度对Cr(Ⅵ)还原率的影响。通过正交试验确定了湿地系统中的基质、废水pH值、废水化学需氧量(COD)值、废水中Cl-浓度的最优组合。结果表明,催化剂量为0.13g/L(80%含铁量)、太阳光、光照时间为270min时Cr(Ⅵ)的还原率最高;露天湿地中基质为石子+建筑废料、废水pH为3、废水COD为100mg/L、Cl-浓度为5mg/L时为最优组合,这种组合下,废水中Cr(Ⅵ)的还原率可以达到99%。然后,在露天湿地系统中引入木本植物和水生植物组合处理高盐含铬废水。本实验选取了六种耐盐植物:芦苇(Phragmites)、鸢尾(Iris tectorum)、再力花(Thalia dealbata)、木槿(Hibiscus syriacus)、女贞(Ligustrum)、栀子(Gardenia)。通过对植物的生长特性、光合参数、叶绿素荧光特性以及叶绿素含量的研究,探讨了盐、铬胁迫对植物的耐受性影响,同时研究了植物对培养液中Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,在高盐影响下,再力花和木槿对盐、铬的耐受性最高,其次是芦苇、鸢尾、女贞、栀子。对培养液中盐、铬去除率最高的植物是再力花,其次是芦苇、木槿、女贞、鸢尾、栀子。通过再力花和木槿作为实验湿地植物、石子+建筑废料为湿地基质建立露天湿地模拟系统。探讨了露天湿地最佳HRT,经过14个周期循环后,分析了露天湿地系统对高盐含铬废水中化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD5)的去除效果以及Cr(Ⅵ)还原率的影响。结果表明:最佳HRT为2d,废水中COD、BOD5分别降低了62%、33%,Cr(Ⅵ)还原率可以达到87%。最后,在露天湿地模拟系统中引入铁矿渣作为光催化剂,进行露天湿地中光催化-生态组合法处理高盐含铬废水实验,探讨了露天湿地中光催化-生态组合法的最佳HRT,经过14个周期循环后,分析了露天湿地光催化-生态组合法对高盐含铬废水中COD、BOD5的去除效果以及Cr(Ⅵ)还原率的影响。结果表明:该湿地系统最佳HRT为4h,废水中COD、BOD5分别降低了82%、40%,Cr(Ⅵ)还原率达到96%。同时,在4h HRT下进行了露天湿地生态法以及露天湿地中光催化-生态组合法处理高盐含铬废水的对比试验,研究了两种废水处理系统对植物的生长影响。结果表明,与露天湿地生态法相比较,光催化-生态组合法不仅大大缩短了处理时间,还明显改善了处理后的水质。