论文部分内容阅读
本课题针对厌氧段处理效率低的缺点，对传统厌氧-好氧染料处理工艺进行了改进。以水中偶氮染料茜素黄R（Alizarin Yellow R，AYR）为处理对象，建立了升流式生物催化电解反应器（up-flow biocatalyzed electrolysis reactor，UBER）-接触氧化工艺组合的染料废水处理系统。文章首先对UBER的脱色作用进行探究。结果表明，AYR的还原脱色主要发生在UBER的阴极，表现为电化学和厌氧生物共同脱色作用，其中，电化学作用占主要。同时，生物阳极对脱色也有一定的作用。进一步对UBER的结构及运行条件进行优化，使出水色度符合纺织染整工业水污染物二级排放标准（GB4287-92），得出UBER最佳运行条件为：阴阳极体积比为2:1，水力停留时间（HRT）为4h。此时，UBER出水色度为80倍，脱色率为86.2%。并将此条件下的UBER与后期与好养反应器串联。在成功启动接触氧化反应器后，建立了UBER-接触氧化反应器组合系统，并探究了其对AYR的处理效果。结果表明，在组合系统中UBER主要完成对AYR的脱色作用，并提高了进水的可生化性，同时由于阳极利用有机底物而对COD的去除也有一定的贡献。进水中的COD及AYR脱色产物的去除主要在接触氧化反应器中进行，但其在降低色度方面作用微弱。分析AYR在组合系统中的转化机制时得出：进水中AYR在UBER中偶氮键断裂脱色，生成两种稳定的脱色产物对苯二胺和5-氨基水杨酸。在接触氧化反应器中两种脱色产物均先转化为对氨基苯酚，对氨基苯酚再经过进一步的氧化，开环，脱氨基，碳链断裂后生成琥珀酸和乙酸，最终进入好氧微生物的TCA循环而被完全矿化。最后，通过调节系统组合HRT的方式对组合系统的运行条件进行了优化，并得出UBER的HRT为3h，接触氧化反应器的HRT为4.5h时为组合系统运行的最优条件，此时组合系统出水色度为64倍，脱色率为94.2%，出水COD为54.9mg/L，COD去除率为93.4%，出水对苯二胺及5-氨基水杨酸含量分别为0.26mg/L和0.09mg/L，达到GB4287-92二级排放标准，经系统处理后的出水可以排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域，GB3097中三类海域。将此时系统处理效果与其他厌氧-好养工艺比较发现，本研究中的组合系统可以在较短的HRT下实现较高的染料的脱色率和COD去除率。