60Coγ射线处理皮革废水联合生物处理工艺的研究
1.4 分析方法
CODcr按照《水和废水分析监测方法》中的GB11914-89重铬酸钾法法测定;NH4-N采用《水和废水分析监测方法》中的GB7478-87纳氏试剂光度法;BOD5采用《水和废水分析监测方法》中的GB7488-87稀释与接种法-重铬酸钾紫外光度法[6]。
2、结果与讨论
2.1 生物工艺处理皮革废水
皮革废水经厌氧微生物处理后,再经接触氧化池处理,且体系pH保持在6.8左右,水力停留时间为32h,废水水质参数(皮革厂废水经前段物化处理后)如表1所示(其中,厌氧出水和好氧进水为同一废水)。
表1生物反应器对皮革废水的处理效果
Tab.1 Effects of leather wastewater treatment by bioreactor mg•L-1
参数 厌氧进水 厌氧出水 好氧进水 好氧出水
COD 1950 1060 1060 440
BOD5 860 631 631 210
NH4-N 67 47 47 38
由表1可知,厌氧生物处理后,COD去除率达到了45%,BOD5去除率仅为26.7%,NH4-N的含量仍然很高,SS只有在好氧阶段才有所去除。分析原因,可能是废水中含氨氮类的染料,毒性比较高,处理该类有机物的微生物难以生存或者生存条件苛刻,致使NH4-N的去除率较低,COD和BOD5的去除率也不高的原因。
2.2辐射技术对皮革废水水质的影响
在不同气氛下,采用辐照剂量为2﹑4﹑6﹑8﹑10kGy处理COD为1060mg•L-1厌氧出水,为了确保辐照剂量率的一致性,实验要求样品在固定位置进行辐照。通入O2和N2气体的流量均为
从图3可以看出,在2-10kGy辐照剂量范围内,COD的去除率变化幅度不大,且在O2气搅拌下去除效果有所提高,2kGy剂量下COD去除率达到了35%,在N2气搅拌下,气氛对COD去除影响不大;分析原因可能是:辐射H2O分子产生的•OH自由基,与废水中的有机物发生氧化反应生成无机物或小分子有机物,从而降低了COD;通入N2 和O2可起到搅拌作用,但N2氛下对•OH自由基的产生几乎没有影响,故通入N2搅拌下对废水的COD去除影响不大;通入O2的辐射处理,由于造纸废水处于富O2的环境中,•OH和H2O2的产生有利于废水COD的去除,然而,在辐照过程中采用搅拌结合的方式,在实际操作过程中应用比较困难,而且存在风险;又因为有限的自由基的数量和短暂的存活时间,致使辐射处理的效果有一定限制;故在辐照联合生物中试试验时,采用不加搅拌下辐照厌氧出水的方式,进一步降低好氧进水的COD,且选择辐照剂量为2kGy。
在不同气氛下,采用辐照剂量为2﹑4﹑6﹑8﹑10kGy处理BOD5为631mg•L-1厌氧出水,为了确保辐照剂量率的一致性,实验要求样品在固定位置进行辐照。通入O2和N2气体的流量均为
从图4可以看出,低剂量范围内,BOD5的去除率基本保持在12%至16%之间,氧气搅拌下没有带来太大的提高。分析原因可能是(1)辐照处理废水量比较大,影响了处理效果;(2)氧气搅拌下,产生的自由基复合程度较大,虽然提高了处理效果,但亦带来了成本的增加。辐照技术对BOD5的改善,有利于厌氧出水水质的改善,更有利于好氧生物处理阶段对水质的改善,从而有利于水质的达标排放。故在辐照联合生物中试试验时,采用不加搅拌下辐照厌氧出水的方式,进一步降低好氧进水的BOD,且选择辐照剂量为2kGy。
单纯的采用生物处理工艺,皮革废水中染料和氨氮成分难以去除,同时氨氮的存在制约了COD和BOD的去除率,60Coγ射线因其穿透力强,通过H2O的辐解反应产生的自由基,可使皮革废水中难降解的成分转化为短链或可生物降解的产物。
皮革废水经过辐照处理后,在2kGy辐照剂量下,厌氧阶段NH4-N的去除率不足30%,其浓度仍有47mg•L-1,从而影响了好氧阶段对NH4-N的去除效果。为了进一步改善处理效果。本实验将辐照技术应用于厌氧和好氧生物反应器中间,尝试提高好氧阶段的可生化性。实验反应条件与以上实验保持一致,实验结果如图5所示。
从图5可以看出,在辐照所选剂量范围2-10kGy内,2kGy辐照剂量实验下,不通气氛下对氨氮的去除率变化不大,且去除率均维持在60%左右。这是因为水样在钴源γ射线的照射下,产生了大量的•OH,将废水中难降解的氨氮类有机物转化为无机成分或小分子有机物,从而使水样的氨氮得到降低。故在辐照联合生物中试试验时,采用不加搅拌下辐照厌氧出水的方式,进一步降低好氧进水的NH4-N,且选择辐照剂量为2kGy。
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