【正文】 化 ......................................................... 19 活性污泥馴化過程中氨氮 、 硝氮的濃度 ........................................ 20 活性污泥馴化過程中總氮變化 ........................................................ 21 活性污泥馴化過程中 COD 濃度的變化 ......................................... 22 污泥馴化結(jié)束后 pH 對同步硝化反硝化脫氮效果的影響 ............ 22 殼聚糖對模擬廢水的處理研究 ................................................................... 23 殼聚糖的量對模擬廢水的影響 ........................................................ 24 最適殼聚糖的量處理廢水的氨氮濃度 ............................................ 24 最適殼聚糖的量處理廢水的 COD 濃度 ......................................... 25 粉煤灰對模擬廢水的處理研究 ................................................................... 25 不同粉煤灰添加量下脫色率的確定 ................................................. 26 最適粉煤灰的量處理廢水的氨氮濃度 ............................................. 27 粉煤灰的改性 ............................................................................................... 27 粉煤灰改性后最適的 pH 值 ............................................................. 28 粉煤灰改性后處理廢水的氨氮濃度 ................................................ 28 粉煤灰投加到 SBR ...................................................................................... 29 粉煤灰投加到 SBR 中氨氮的濃度 .................................................. 29 粉煤灰投加到 SBR 中氨氮 、硝氮 的濃度 ...................................... 30 粉煤灰投加到 SBR 中總氮的變化 .................................................. 31 粉煤灰投加到 SBR 中 COD 的變化 ................................................ 32 最佳工藝條件的確定 ................................................................................... 32 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 33 參考文獻 ...................................................................................................................... 34 致 謝 .......................................................................................................................... 37 東北電力大學本科畢業(yè)論文 1 第 1章 緒 論 課題研究背景 在國內(nèi)，一直以來由于印染廢水本身難處理的特性，人們對印染廢水深度處理回用方面沒有引起足夠的重視。在國外，由于外國的先進的技術(shù)，目前的水平已經(jīng)可以對一些復雜的印染廢水進行深度的處理，并且進行回用，其發(fā)展前景是相當可觀的。（ 3 ）漂洗廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑、少量 醋酸、硫代硫化鈉等。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進步， 新型助劑、染料、整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用，難降解有毒有機成分的含量也越來越多，有些甚至是致癌、致突變、致畸變的有機物， 對環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來越大。傳統(tǒng)的印染廢水處理方法 , 如吸附、懸浮、過濾、混凝等具有設備簡單 , 雖然后操作簡便和工藝成熟的優(yōu)點 ,但是這類處理方法通常是將有機物從液相轉(zhuǎn)移到固相或氣相 , 不僅沒有完全消除有機污染物 , 而且造成廢物堆積和二次污染 。 （ 2）膜分離法：膜分離法是一種新型分離技術(shù)，具有分離效率高 ， 能耗低 ，工藝簡單 ， 操 作方便 ， 無污染等優(yōu)點。但一般離子交換法僅對某些染料具有吸附作用，不適合大規(guī)模推廣使用。對于不同的方法各有其優(yōu)缺點，本實驗采用序批式活性污泥法（ SBR）。廢水中的氮會促進水生植物的生長，許多藻類過度繁殖，使得水體變臭，溶解氧降低，影響水中生物的生存。自然界每年生物合成甲殼素可達十億噸之多 , 殼聚糖作為絮凝劑分子 , 結(jié)構(gòu)中含有大量的自由氨基和經(jīng)基 , 不但有高效絮凝的作用 , 而且無毒性 , 具有良好的生物相容性、生物可降解性、抗菌性等優(yōu)點 , 使它在作為吸附 劑使用時具有一定的優(yōu)越性，另外 , 由于殼聚糖特殊的結(jié)構(gòu) ,其對金屬離子也有很好的吸附作用。 東北電力大學本科畢業(yè)論文 4 生物脫氮的機理 印染廢水中氮元素主要以有機氮和氨氮兩種形式存在，一般只含有 少量或者不含亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。以氨基酸為例，其反應式如下： RCHNH2COOH + O2 氨化細菌 RCOOH + CO2 + NH3 硝化反應是指硝化細菌在好氧條件下，將氨氮氧化成硝酸鹽氮的過程。表現(xiàn)為反硝化細菌在無分子氧的條件下，利用各種有機物作為電子供體，以硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮作為電子受體進行缺氧呼吸，使硝 酸鹽氮或亞硝酸鹽氮還原成 N2。國內(nèi)外學者發(fā)現(xiàn)在低溶解氧的環(huán)境中，部分微生物可以同時利用氨氮和分子氧作底物進行硝化和反硝化反應，并能夠成功的篩選出 具有異養(yǎng)硝化或者好氧反硝化功能的菌株，才在真正意義上實現(xiàn)了好氧反硝化 [5]。深入絮體內(nèi)部，氧傳遞受阻即外部氧的大量消耗，產(chǎn)生缺氧區(qū)，使反硝化菌占優(yōu)勢，從而發(fā)生同步硝化反硝化。對于同步硝化反硝化體系，由于硝化與反硝化反應同時發(fā)生，相互制約，使得有機碳源對整個反應體系的影響尤為重要。劉軍等、涂保華等在實驗研究過程中發(fā)現(xiàn)在適當?shù)?C/N 比范圍內(nèi)，進水 C/N 比越高，出水總氮越低，總氮的去除率相應的也越高。 ③投加方式的影響 通過控制進水氨氮濃度，采用 3 種投加方式 : 在反應器進水時一次性投加 (瞬時加入 )；進水及運行 2 h 時分別投加；進水、運行至 1. 5 h及 3 h 時分別投加 ， 結(jié)果表明間歇投加碳源 是保證 SND 持續(xù)進行的有效手段 ， 間歇投加碳源時的總脫氮率是相同條件下一次性投加碳源的 1. 32 倍。反硝化作用受曝氣量的抑制，高曝氣量不利于反硝化作用，但是較低的曝氣量又將使硝化作用不完全，因而尋找一個適當?shù)钠貧饬坎拍軌蚴雇较趸聪趸摰顬閺氐?。體積較大的污泥顆粒增加了缺 氧微環(huán)境的比例，結(jié)構(gòu)密實的顆粒的傳質(zhì)阻力大，污水中的有機碳源很難擴散傳遞到其內(nèi)部，導致內(nèi)部微生物難以獲得充足的碳源，從而影響反硝化反應的進行。硝化菌對 pH 值的變化十分敏感，對其生長適宜的 pH 值為 之間。溫度在 2030 ℃變化時，溫度對反硝化菌的影響要小于對亞硝酸菌的，隨著溫度的升高，同步反硝化效果相對得到了加強。我國也于 80 年代中期開始對 SBR 進行研究，目前應用已比較廣泛 [12]。由于 SBR 具有底物濃度梯度大、生化反應推動力大的特點，克服了連續(xù)回流完全混合曝氣池中底物濃度低、生化反應推動力小和推流式曝氣池中水流反混嚴重的缺點。而在反應后期，雖然系統(tǒng)中有機物的濃度較低，但可以通過調(diào)整曝氣量使溶解氧濃度維持在較低水平，從而抑制絲狀菌的生長。對時間上來說， SBR 法雖然是理想的推流過程，但就反應池中的混合狀態(tài)而言， 仍屬于典型的完全混合式，具備完全混合曝氣所特有的優(yōu)點。紡織行業(yè)用水需求量也不斷增大，采用印染廢水回用新技術(shù)成為減輕污染、節(jié)約水資源、實現(xiàn)行業(yè)健康發(fā)展 的關鍵途徑之一。廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差異 ,污染物成分差異很大。所以本課題的主要研究內(nèi)容是，將混凝法，水解酸化，和活性污泥法，進行合理的組合，以達到預期的處理污水的效果。以砂頭作為曝氣裝置 ，本實驗的進水、取樣和出水均為人工操作。 模擬廢水最大波長的確定 稱取 500mL容量瓶中，用自來水溶解稀釋至刻度線配制濃度為 1g/L的模擬染料廢水，然后根據(jù)需要進行稀釋，配制成五種不同濃度的剛果紅溶液，采用可見分光光度計測定不同濃度的剛果紅溶液在不同波長下的吸光度。 (1) 50%酒石酸鈉鉀溶液 稱取 50g 酒石酸鈉鉀（ KNaC4H4O6?4H2O）→溶于 100ml去離子水中，加熱煮沸除去 NH3 冷卻，定容至 100ml。 (3)鹽酸 a－萘胺 溶液 稱取 （鹽酸） a－萘胺［ 1萘胺］溶于 1ml 濃鹽酸水中，稀釋至 100ml溶液若混濁，則應過濾儲存于棕色試劑瓶中，低溫貯存 NO3N的測定 1ml水樣 +1ml1mol∕ l鹽酸稀釋至 50ml→紫外檢測 220nm2*275nm石英皿 1mol∕ l鹽酸的配置： 37%濃鹽酸 C≈ ～ ∕ l 取 1ml37%濃鹽酸則 *1=1*VH2O→ VH2O= 所以 VHCL=(每 100ml1mol∕ lHCl) COD的測定 (1)高錳酸鉀 法 ①儀器與試劑： 50ml；錐形瓶 250ml （ 1∕ 5KMnO4≈ ）：稱取 KMnO4 溶于 蒸餾水中煮沸，使體積減少至 1l左右，放置過夜。 酸鈉標準溶液（ 1∕ 2Na2C2O4=∕ L）：稱取 在 105～110℃烘干 1h 并冷卻的草酸鈉溶于水，移入 1000ml容量瓶中，用水稀釋至刻度。若溶液紅色消失，說明水中有機物含量太多，則另取較少量水樣用蒸餾水稀釋 2～ 3 倍（至總體積 100ml）再按 重做。共做三分，并計算 KMnO4 標準溶液的準確濃度。 ②硫酸亞鐵銨標準溶液 [（ NH4） 2Fe(SO4)2?6H2O≈ ]：稱取 硫酸亞鐵銨溶于水中，邊攪拌邊緩慢加入 20ml 濃硫酸，冷卻后移入 1000ml 容量瓶高 錳酸鉀 指 數(shù)（ O2mg∕ L） = 東北電力大學本科畢業(yè)論文 16 中，加水稀釋至標線，搖勻，臨用前用重鉻酸鉀溶液標定。 ⑤硫酸汞：結(jié)晶或粉末。 污泥馴化周期為 12h： (2)活性污泥形成階段 (3)活性污泥生長階段 (4)活性污泥實現(xiàn)同步硝化反硝化 泥馴化過程 瞬間進水→曝氣 6（ h）→缺氧攪拌 3（ h）→沉降 （ h），周期為 12（ h）。取 5g/100ml的改性粉煤灰在不同 pH 值下側(cè)脫色率。 0123451 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19時間（d）氨氮濃度（mg/L)進水氨氮出水氨氮 圖 31 進、出水氨氮濃度隨時間變化 010203040506070801 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19時間（d)氨氮去除率（%） 圖 32 氨氮去除率隨時間的變化 從圖 31 可知， 在污泥馴化前期，進水氨氮和出水氨氮的濃度變化幅度很大，東北電力大學本科畢業(yè)論文 20 但是 在污泥馴化成熟時， 出水的氨氮濃度變化緩慢， 最后趨于平衡。 那是因為，后期，污泥已經(jīng)馴化成熟。 COD 的去除率可達到 %?？紤]到硝化和反硝化兩過程中堿度消耗與產(chǎn)生的互補性，同步硝化反硝化的最適 pH值應在 左右。但是，殼聚糖比較貴，不經(jīng)濟。而且粉煤灰又是在鍋爐里燃燒后的廢物； 如果采用生化處理后的印染廢水代替新鮮水作除塵沖灰、沖渣水。 表 35 模擬廢水脫色率隨粉煤灰的量的變化 粉煤灰的量 （ g/100mL） 廢水濃度20（ mg/L） 廢水濃度 30（ mg/L） 廢水濃度