造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè),但是在造紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水對環(huán)境產(chǎn)生了重大影響。因此,發(fā)展造紙工業(yè)需要研究造紙廢水處理技術(shù)以降低其對環(huán)境的破壞。IC (內(nèi)循環(huán))是一種新型高效的厭氧反應(yīng)器,具有投資少、占地面積小、有機負荷高、出水穩(wěn)定和耐沖擊負荷能力強等特點。本文研究的目的是探討IC反應(yīng)器處理廢紙造紙廢水及其典型污染物的可行性、運行效果及運行參數(shù)。主要研究內(nèi)容包括人工葡萄糖配水啟動試驗、OCC(舊瓦楞紙板箱)造紙廢水處理試驗、基質(zhì)降解動力學(xué)模型的研究和DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)厭氧降解試驗。 自制IC厭氧反應(yīng)器的葡萄糖人工配水啟動研究表明:IC厭氧反應(yīng)器以3 kgCOD·m-3d-1的容積負荷進行啟動,在79天內(nèi)完成初次啟動試驗。反應(yīng)器運行效果較好,容積負荷從1.55 kgCOD·m-3d-1增至14.41 kgCOD·m-3d-1,HRT(水力停留時間)縮短至4.8h,COD(生化需氧量)最后可達90%以上。試驗期間,進水pH在6.8~8.0之間,出水pH在6.0~7.0之間,出水VFA(揮發(fā)性脂肪酸)為64.8~382.32mg/L,產(chǎn)氣量為4.5~45.1L/d。 OCC造紙廢水的厭氧可降解性試驗結(jié)果表明:廢水的厭氧生化可降解性為84.33%,這說明OCC造紙廢水厭氧可降解性較好,適合運用厭氧反應(yīng)器技術(shù)進行處理。 OCC造紙廢水運行試驗結(jié)果表明:在室溫為18～29℃、進水COD在1163～2769mg/L間波動和HRT由8.3 h逐漸縮短至5.5 h的條件下,進水容積負荷在2.57～8.03 kg COD/(m3·d)之間變化;COD去除率為64%~89%;產(chǎn)氣量為9.56~29.30 L/d;出水SS從18 mg/L增加到116 mg/L;進水pH為5.2~8.32,出水pH為6.3~7.0;VFA為102~347 mg/L。產(chǎn)氣量隨容積負荷起伏變化趨勢一致;溫度在20℃以下時對COD去除率和產(chǎn)氣量的影響較大。 通過基質(zhì)降解動力學(xué)的模型分析,可推導(dǎo)出兩個反應(yīng)區(qū)的動力學(xué)方程。第一反應(yīng)區(qū)基質(zhì)降解動力學(xué)可用公式長描述，第二反應(yīng)區(qū)基質(zhì)降解動力學(xué)可用公式描述。Kl與K:參數(shù)可通過試驗數(shù)據(jù)回歸分析而得，最終求得Kl=1 .391伍1)，K2=0.223(h-1),相關(guān)系數(shù)R12=0.9161,R22=0.8751。 DBP厭氧降解試驗結(jié)果表明:進水DBP濃度由50 mg/L逐漸提高到300 mg/L過程中,進水DBP占COD的比例為20% (進水DBP濃度為200 mg/L)時,DBP去除效果最好,達80%以上;當(dāng)進水DBP比例約15%時,總產(chǎn)氣量和甲烷量最高,分別為25.16L/d和17.42 L/d;DBP和COD在75 cm取樣口的去除率分別占總?cè)コ实?5%、80%左右。試驗期間反應(yīng)器運行穩(wěn)定,DBP去除率、COD為去除率、出水pH和VFA分別為44.6~81.30%、69.89~93.70%、6.46~7.13、149~356 mg/L;總產(chǎn)氣量為6.03~26.01 L/d,CH4為4.2~18.23 L/d,約占總量的64.05~72.53%。 通過GC-MS聯(lián)用技術(shù)對DBP厭氧降解產(chǎn)物進行鑒定,分析得出鄰苯二甲酸二丁酯降解途徑為先轉(zhuǎn)化成鄰苯二甲酸單丁酯,然后變成鄰苯二甲酸和苯甲酸,最終苯甲酸氧化成CO2和H2O。
