ABS樹脂廢水同步除碳脫氮生物處理技術(shù)研究.pdf

1、ABS樹脂是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯構(gòu)成的共聚物,是一種常用的高分子有機(jī)材料,為五大通用樹脂之一。ABS樹脂擁有良好的耐熱性、易加工性、耐腐蝕性、較好的成型面及電學(xué)特性,并且具有高韌性、耐溫差性能,同時保留了聚丙烯腈(PAN)、聚苯乙烯與聚丁二烯(PB)的突出特點,在家用電器、儀表、汽車工業(yè)、通訊配件及日常用品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來,ABS樹脂在國內(nèi)的需求呈現(xiàn)快速增長的趨勢,我國已經(jīng)成為世界最大的 ABS樹脂生產(chǎn)和消費國家之一,而國內(nèi)的

2、ABS樹脂生產(chǎn)廠均很難滿足旺盛的市場需求,在市場強有力需求的推動下,ABS樹脂產(chǎn)量不斷提高,ABS樹脂廢水治理問題日益突出。
　　ABS樹脂廢水有機(jī)物含量高,還含有大量的有機(jī)腈類和芳香類有毒化合物,而且其中混有膠乳、樹脂粉料等固體或膠乳物質(zhì),是比較典型的高有機(jī)氮有毒有機(jī)工業(yè)廢水。目前,應(yīng)用較多的 ABS樹脂廢水處理技術(shù)是混凝氣浮-生物處理工藝:由混凝氣浮去除廢水中的膠乳及粉料,保證后續(xù)生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運行;再通過生物法,處理去除

3、廢水中的水溶性的污染物質(zhì)?，F(xiàn)有的 ABS樹脂廢水生物處理工藝多存在處理單元多、停留時間長等缺點。由于 ABS樹脂廢水中的有機(jī)物大部分可被馴化后的污泥降解,因此以生化處理工藝為主體處理 ABS樹脂廢水從原理上具有可行性。因此本文旨在針對ABS樹脂廢水的特點,開發(fā)流程簡單、運行穩(wěn)定的生物處理技術(shù),研究各工藝條件的影響,并對工藝進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文以 ABS樹脂廢水混凝氣浮出水為研究對象,考察了廢水污染物組成的變化特征,采用循環(huán)流一體式

4、生物反應(yīng)器進(jìn)行處理,在完成反應(yīng)器污泥馴化的基礎(chǔ)上,考察進(jìn)水堿度調(diào)節(jié)前后反應(yīng)器對廢水有機(jī)物及氮的去除情況,獲得高效除碳脫氮的堿度條件。通過逐步縮短反應(yīng)器水力停留時間,提高反應(yīng)器處理負(fù)荷,考察不同停留時間下反應(yīng)器對廢水有機(jī)物及氮的去除情況,獲得適合ABS廢水高負(fù)荷除碳脫氮的水力停留時間。主要通過控制曝氣量、增加缺氧段、降低反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)流速、投加碳源等方式強化反應(yīng)器的反硝化效果,評價不同措施對反應(yīng)器除碳脫氮效果的影響,獲得反應(yīng)器反硝化強化的

5、技術(shù)途徑。通過掃描電子顯微鏡、熒光原位雜交等技術(shù),對反應(yīng)器內(nèi)活性污泥微生物的形態(tài)以及脫氮細(xì)菌的種群特征進(jìn)行初步研究,考察反應(yīng)器運行條件對微生物種群結(jié)構(gòu)的影響,為反應(yīng)器的進(jìn)一步優(yōu)化提供依據(jù)。得出的主要結(jié)論有:
　　ABS樹脂生產(chǎn)廢水混凝氣浮出水為典型的高含氮有機(jī)廢水,采用循環(huán)流一體式生物反應(yīng)器處理ABS樹脂生產(chǎn)廢水,在HRT為24 h,進(jìn)水COD濃度在800-1000 mg/L時,單級反應(yīng)器COD去除率能達(dá)到88％以上,有機(jī)氮去除率

6、達(dá)到99%以上,出水COD均能達(dá)到80 mg/L以下,達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)二級標(biāo)準(zhǔn),GC-MS及三維熒光光譜結(jié)果表明,ABS樹脂廢水中的有機(jī)腈和芳香族有機(jī)物可得到有效去除。出水水質(zhì)穩(wěn)定,耐沖擊能力強,工藝流程較傳統(tǒng)工藝簡單。
　　進(jìn)水堿度和反應(yīng)器 HRT對氨氮去除過程具有顯著影響。進(jìn)水堿度達(dá)到300-450mg/L(CaCO3)時,反應(yīng)區(qū)pH可保持在6.8-7.5之間,HRT為24h以上時,DO1~5

7、mg/L時,出水氨氮穩(wěn)定在5mg/L以下,達(dá)到國家污水綜合排放一級標(biāo)準(zhǔn)。
　　DO濃度對反應(yīng)器脫氮效果具有決定性影響。在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置缺氧區(qū)和降低好氧區(qū)溶解氧濃度均可顯著強化反應(yīng)器的反硝化效果,提高TN去除率。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)溶解氧控制較好時(好氧段0.4-0.7mg/L,缺氧段0.06-0.2mg/L),可保證反應(yīng)器TN去除率在60%以上,顯著高于反應(yīng)器好氧運行條件下的29%~40%。好氧區(qū)溶解氧濃度對出水氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮濃度

8、具有顯著影響,溶解氧濃度升高,氨氮和亞硝酸鹽氮濃度降低,而硝酸鹽氮濃度升高,反之亦然。
　　掃描電鏡分析結(jié)果表明,反應(yīng)器內(nèi)活性污泥微生物相較為接近:活性污泥絮體較為密實,絲狀菌很少,微生物以桿菌和球菌為主。熒光原位雜交分析結(jié)果表明,反應(yīng)器內(nèi)活性污泥微生物以細(xì)菌為主,氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌均占較高的比例。當(dāng)反應(yīng)器好氧段溶解氧濃度較低時,反應(yīng)器出水氨氮濃度較高,但熒光原位雜交結(jié)果表明該條件下并非反應(yīng)器中缺乏氨氧化菌,而是反應(yīng)器內(nèi)的D