锰砂填充臭氧曝气生物滤池处理酸性玫瑰红模拟染料废水效果

锰砂填充臭氧曝气生物滤池处理酸性玫瑰红模拟染料废水效果

我国纺织业90%以上的产能集中在沿海地区，过于集中的产能已使部分地区污染物排放总量超出环境承载能力，纺织印染企业实施废水深度处理以至中水回用已势在必行。本文主要研究了一体式臭氧曝气生物滤池（BAF）新型废水深度处理装置用于酸性玫瑰红模拟染料废水的处理。本文利用填料柱式臭氧反应器模拟发生在臭氧BAF下层填料中的臭氧氧化反应，发现玻璃珠填料柱的臭氧传质速率和转化利用率高于空柱反应器，在同等条件下能获得更好的出水水质，说明填料的剪切作用能赋予臭氧BAF优于普通接触臭氧氧化反应器的性能。为提升臭氧BAF的性能，本文对装填有玻璃珠、陶粒和锰砂的填料柱反应器进行了对比实验，发现锰砂对臭氧的转化利用率最高，能有效降低出水和尾气臭氧浓度；锰砂和陶粒填料柱对COD的去除效果无明显差异，总体略优于玻璃珠填料柱；三种填料柱的色度去除率在水力停留时间大于2min时无明显差别；酸性条件下，锰砂和陶粒填料柱对芳香族化合物的去除率高于玻璃珠填料柱，而在碱性条件下，三种填料柱的去除效果无显著差异；锰砂和陶粒填料柱对模拟废水可生化性的改善效果略逊于玻璃珠填料柱。实验还研究了三种填料柱对污染物的沿程降解规律。同等条件下，锰砂对酸性玫瑰红的综合降解速率较快，在60cm填料层高度处即可实现90%以上的去除率。此外，酸性玫瑰红的脱色过程被证明是通过臭氧直接氧化途径来实现的，而在反应后期的中间产物降解阶段，臭氧在锰砂催化作用下分解产生的羟基自由基也发挥了不可忽视的作用。本文探索了锰砂-陶粒填充臭氧BAF的最佳运行条件，发现在一定范围内，锰砂的填充高度越大，臭氧BAF的处理效果越好。锰砂填料层内生物量与生物活性极低，而在陶粒填料层内，生物量随水流方向沿程增加，生物活性则呈现先指数式增长后小幅下降的变化趋势。作为该产学研合作项目的应用环节，一体式臭氧BAF首次应用于实际纺织印染废水的深度处理工程，用作预处理工艺提高膜分离系统的进水水质。监测数据表明，该联用工艺可满足高质量的回用水要求，并保证RO浓缩液主要污染物指标满足当地排放标准，无需进行后续处理即可直接排放。