60Coγ射線處理皮革廢水聯合生物處理工藝的研究
1.4 分析方法
CODcr按照《水和廢水分析監測方法》中的GB11914-89重鉻酸鉀法法測定;NH4-N采用《水和廢水分析監測方法》中的GB7478-87納氏試劑光度法;BOD5采用《水和廢水分析監測方法》中的GB7488-87稀釋與接種法-重鉻酸鉀紫外光度法[6]。
2、結果與討論
2.1 生物工藝處理皮革廢水
皮革廢水經厭氧微生物處理后,再經接觸氧化池處理,且體系pH保持在6.8左右,水力停留時間為32h,廢水水質參數(皮革廠廢水經前段物化處理后)如表1所示(其中,厭氧出水和好氧進水為同一廢水)。
表1生物反應器對皮革廢水的處理效果
Tab.1 Effects of leather wastewater treatment by bioreactor mg•L-1
參數 厭氧進水 厭氧出水 好氧進水 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,厭氧生物處理后,COD去除率達到了45%,BOD5去除率僅為26.7%,NH4-N的含量仍然很高,SS只有在好氧階段才有所去除。分析原因,可能是廢水中含氨氮類的染料,毒性比較高,處理該類有機物的微生物難以生存或者生存條件苛刻,致使NH4-N的去除率較低,COD和BOD5的去除率也不高的原因。
2.2輻射技術對皮革廢水水質的影響
在不同氣氛下,采用輻照劑量為2﹑4﹑6﹑8﹑10kGy處理COD為1060mg•L-1厭氧出水,為了確保輻照劑量率的一致性,實驗要求樣品在固定位置進行輻照。通入O2和N2氣體的流量均為
從圖3可以看出,在2-10kGy輻照劑量范圍內,COD的去除率變化幅度不大,且在O2氣攪拌下去除效果有所提高,2kGy劑量下COD去除率達到了35%,在N2氣攪拌下,氣氛對COD去除影響不大;分析原因可能是:輻射H2O分子產生的•OH自由基,與廢水中的有機物發生氧化反應生成無機物或小分子有機物,從而降低了COD;通入N2 和O2可起到攪拌作用,但N2氛下對•OH自由基的產生幾乎沒有影響,故通入N2攪拌下對廢水的COD去除影響不大;通入O2的輻射處理,由于造紙廢水處于富O2的環境中,•OH和H2O2的產生有利于廢水COD的去除,然而,在輻照過程中采用攪拌結合的方式,在實際操作過程中應用比較困難,而且存在風險;又因為有限的自由基的數量和短暫的存活時間,致使輻射處理的效果有一定限制;故在輻照聯合生物中試試驗時,采用不加攪拌下輻照厭氧出水的方式,進一步降低好氧進水的COD,且選擇輻照劑量為2kGy。
在不同氣氛下,采用輻照劑量為2﹑4﹑6﹑8﹑10kGy處理BOD5為631mg•L-1厭氧出水,為了確保輻照劑量率的一致性,實驗要求樣品在固定位置進行輻照。通入O2和N2氣體的流量均為
從圖4可以看出,低劑量范圍內,BOD5的去除率基本保持在12%至16%之間,氧氣攪拌下沒有帶來太大的提高。分析原因可能是(1)輻照處理廢水量比較大,影響了處理效果;(2)氧氣攪拌下,產生的自由基復合程度較大,雖然提高了處理效果,但亦帶來了成本的增加。輻照技術對BOD5的改善,有利于厭氧出水水質的改善,更有利于好氧生物處理階段對水質的改善,從而有利于水質的達標排放。故在輻照聯合生物中試試驗時,采用不加攪拌下輻照厭氧出水的方式,進一步降低好氧進水的BOD,且選擇輻照劑量為2kGy。
單純的采用生物處理工藝,皮革廢水中染料和氨氮成分難以去除,同時氨氮的存在制約了COD和BOD的去除率,60Coγ射線因其穿透力強,通過H2O的輻解反應產生的自由基,可使皮革廢水中難降解的成分轉化為短鏈或可生物降解的產物。
皮革廢水經過輻照處理后,在2kGy輻照劑量下,厭氧階段NH4-N的去除率不足30%,其濃度仍有47mg•L-1,從而影響了好氧階段對NH4-N的去除效果。為了進一步改善處理效果。本實驗將輻照技術應用于厭氧和好氧生物反應器中間,嘗試提高好氧階段的可生化性。實驗反應條件與以上實驗保持一致,實驗結果如圖5所示。
從圖5可以看出,在輻照所選劑量范圍2-10kGy內,2kGy輻照劑量實驗下,不通氣氛下對氨氮的去除率變化不大,且去除率均維持在60%左右。這是因為水樣在鈷源γ射線的照射下,產生了大量的•OH,將廢水中難降解的氨氮類有機物轉化為無機成分或小分子有機物,從而使水樣的氨氮得到降低。故在輻照聯合生物中試試驗時,采用不加攪拌下輻照厭氧出水的方式,進一步降低好氧進水的NH4-N,且選擇輻照劑量為2kGy。
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