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2012年，国家节能减排“十二五”规划正式出台，国务院明确提出：要加大对造纸、炼油、印染等工业废水的治理力度，要强化综合治理城镇饮用水水源地，同时要加强保护湖泊生态环境。中国是目前全球十大淡水资源极其短缺的国家之一，人均淡水资源占有量远远低于世界平均水平，而且淡水资源利用率普遍较低。近年来，我国各地目前的水污染情况十分严重，水资源过度开采，部分地区已经危害到人畜的生活和生存。当前，国家不断采取多种措施来控制水资源危机，“十二五”期间我国环保累计投入总额将突破50000亿元人民币。在这样的背景下，水的处理和净化更加受到国家和业界的重视，极大地促进了我国水处理技术和设备的发展。作为一种重要的水处理方法，气浮净水技术已经在我国得到了广泛地应用和研究。气浮技术不仅在含有藻类的、低温低浊的和受到轻度污染的给水水体净化中效果良好，而且在印染、造纸、炼油和餐饮等废水的处理中也取得了较好的效果。另外，厌氧生物降解是目前国内应用较多的水处理技术，是国内外水处理领域公认的环境友好型的水处理方法。厌氧生物降解在染料废水和生活污水等处理上效果十分明显，不仅可以去除水体中的污染物，还能产生沼气，达到变废为“宝”的目的。基于以上背景，在大量的调查和研究基础上，把活性黄KE-4RN作为处理对象，分别考察了利用自主研发的新型气浮系统和传统厌氧生化降解两种方法对其进行处理的效果。本论文主要包括以下两个部分：高溶气量新型气浮系统的开发及其对活性黄KE-4RN的气浮脱色效果和活性黄KE-4RN的厌氧脱色研究。第一部分：在传统的加压溶气气浮工艺技术的基础上，充分吸收和发展国内外溶气和释气研究的新技术，经过流体力学等理论分析和实践创新，开发出一种新型气浮系统——高溶气量新型气浮系统，并对其性能进行了研究。新型气浮系统在低压情况下运行，溶气量很高、释气效果良好，产生的气泡为微纳米级，不需要填料，能耗低，而且占地面积小，其溶气罐的体积为传统气浮溶气罐体积的1/5。新型气浮系统的工作压力为0.20Mpa～0.30Mpa左右。清洁水体实验后饱和溶解氧（DO）值可以达到11.36mg·L-1，远高于同等条件下清水理论饱和溶解氧值；氧的总转移系数KLa（20）为0.4151min-1。新型气浮系统产生的气泡在20℃静水中的上升速度约为0.9mm·s-1，气泡平均直径在38μm左右，气泡停留时间在30min左右。新型气浮系统单位体积水处理能耗较传统加压溶气气浮节省15%。当活性黄KE-4RN模拟染料废水浓度为100mg·L-1、聚合氯化铝（PAC）投加800mg·L-1、聚丙烯酰胺（PAM）投加20mg·L-1时，经过新型气浮系统一次混凝气浮处理，活性黄KE-4RN的去除率能够达到99.0%。第二部分：在查阅了大量关于偶氮类活性染料生化降解研究报导的基础上，参考ECETOC（1988）和ISO13641（2003）的实验设计及方法，考察了中温（35℃）条件下活性黄KE-4RN的厌氧生物脱色性能，着重从脱色、VFAs（挥发性脂肪酸）、CODCr（化学需氧量）、产生物气情况和厌氧污泥吸附等方面进行了分析，初步探讨了活性黄KE-4RN厌氧脱色的机理和厌氧污泥吸附染料的情况。结论如下：活性黄KE-4RN很难被彻底厌氧降解为CO2和CH4，只有在低浓度或高浓度实验的毒性滞后期时很少部分的染料被完全矿化。高浓度染料的实验组脱色率反而低。活性黄KE-4RN浓度为80mg·L-1（以碳计）厌氧降解14天，脱色率达到94%，CODCr去除率达到90%以上。污泥对活性黄KE-4RN的吸附过程比较符合Langmuir等温吸附模型，最大吸附容量为12.20mg·g-1。活性黄KE-4RN染料溶液的脱色是厌氧活性污泥吸附和厌氧生物降解共同作用的结果。最大吸收波长显著蓝移和溶液颜色的变化，表明有新的有色中间体因降解而生成，说厌氧生物降解对活性黄KE-4RN有一定的效果，可以考虑和好氧生化法联合作用处理活性黄KE-4RN废水。