臭氧工艺对印染废水处理特性评价

学校代码：10255学号：2131341DONGHUAUNIVERSITY硕士学位论文臭氧工艺对印染废水处理特性评价ASSESMENTOFOZONATIONPROCESSONTREATINGTEXTILEWASTEWATER专业名称：环境工程姓名：梅林春校内老师：黄满红校外导师：董滨完成日期：2015年5月东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注黄沈发教授答辩委员会主席上海市环境科学研究院刘建允教授答辩委员会委员东华大学王军副教授答辩委员会委员东华大学东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日臭氧工艺对印染废水处理特性评价东华大学硕士学位论文I臭氧工艺对印染废水处理特性评价摘要印染废水具有CODCr高、色度高、成分复杂等特点，是难处理的工业废水之一。臭氧具有氧化能力强，脱色效果好，无二次污染等优点，是印染废水深度处理的可选工艺。本论文在对佛山大塘污水处理厂调查分析的基础上，选取印染废水中使用量较大且难以生物降解的偶氮和蒽醌染料以及印染废水中的新型污染物质1,2-苯并异噻唑啉-3-酮（1,2-Benzisothiazolin-3-One,BIT）作为臭氧氧化的对象，分析了臭氧对染料的降解特性以及BIT浓度和毒性的去除特性；在此基础上，分析了实际废水对以上三种物质臭氧去除的影响；最后采用采用技术性能统计（TechnologyPerformanceStatistics，TPSs）评价方法分析混凝-生物接触氧化-臭氧联用工艺对实际印染废水的处理达标效果，为新形势下新标准的实施提供技术保障。研究结果如下：（1）在臭氧氧化过程中，单位活性艳红X-3B和活性艳蓝KN-R所需臭氧量分别为0.2mg/mg和0.56mg/mg。臭氧对偶氮和蒽醌染料的代表性染料活性艳红X-3B和活性艳蓝KN-R降解中TOC的去除率较低，反应结束时对TOC的去除率达到14%和20%。反应中均生成了无机酸、有机酸等酸性物质，pH均有下降且下降幅度较大。活性艳红X-3B的臭氧氧化中磺酸基被破坏生成了SO42-；活性艳蓝KN-R臭氧工艺对印染废水处理特性评价东华大学硕士学位论文II的臭氧氧化中，臭氧反应未破坏蒽醌结构上的氨基，而对侧链中磺酸具有破坏性生成了SO42-。（2）臭氧氧化BIT中，反应9minBIT基本被降解完全，反应过程中，TN基本没有得到去除，在离子检测中未发现有NO2-离子的生产，而NO3-离子浓度没有随反应时间而持续升高，反应结束时NO3-离子浓度为0.978mg/L；在BIT的臭氧氧化降解过程中存在有机酸或无机酸的生成，pH随着反应时间的进行逐渐降低，且溶液中检测到SO42-离子的生成。利用TOC进行矿化表征时发现，在反应150min时TOC去除率为31%，pH、腐植酸、碳酸盐均对BIT的降解没有明显影响。在对其生物毒性的考察中发现，BIT是溶液毒性主要影响因素，微量的BIT对斑马鱼胚胎具有较强致死毒性。初始浓度对斑马鱼胚胎致死率为100%，随着臭氧反应的进行，BIT浓度的降低，溶液毒性降低，反应10min，即臭氧的投加量为18.3mg/L时，溶液中的毒性对斑马鱼胚胎致死率为5%。（3）为了考察臭氧氧化对实际废水二级出水的处理效果，进行了臭氧氧化对实际废水二级出水中色度和CODCr的去除作用研究，发现臭氧对实际印染废水二级出水色度和CODCr有较好的去除作用。反应9min，通入臭氧量为18mg/L时，色度降低为38倍，去除率达到75%，达到排放标准，此时对CODCr的去除率为21%。在臭氧氧化对印染废水二级出水中偶氮、蒽醌染料以及抑菌剂的去除特性研究中发现，印染废水二级出水中含有的还原性物质会影响臭氧对污染物质的降解。当印染废水二级出水中活性艳红X-3B、活性艳蓝KN-R臭氧工艺对印染废水处理特性评价东华大学硕士学位论文III以及BIT完全去除时，单位污染物所需臭氧投加量分别由原来的0.2mg/mg提高到0.33mg/mg、0.56mg/mg提高到0.72mg/mg、0.43mg/mg提高到0.51mg/mg。这也表明在印染废水二级出水的环境中，臭氧依然对污染物质具有去除作用，但是由于废水中具有能与臭氧反应的物质，因此需要提高臭氧投加量才能对复杂体系的污染物进行有效的去除。（4）采用技术性能统计（TPSs）分析评价方法评价了大塘污水处理厂混凝-生物接触氧化-臭氧氧化工艺对印染废水的处理特性，分析处理过程中CODCr、色度的去除规律。结果表明，混凝-生物接触氧化-臭氧氧化工艺出水CODCr浓度最优水平值（TPSs-3.84%）为18.7mg/L，中间水平浓度（TPSs-50%）为45mg/L，CODCr浓度保证值（TPSs-95%）为62.7mg/L，优于排放标准；工艺出水色度最优水平值（TPSs-3.84%）为10倍，中间水平浓度（TPSs-50%）为40倍，出水保证值（TPSs-95%）为45倍。其中，臭氧氧化在印染废水出水CODCr和色度的深度处理中发挥重要作用，将出水CODCr达标保障率由原来的91%提高到99%、出水色度的达标保障率由0提高到90%，为印染废水处理厂在新形势下新标准的实施提供了技术保障。关键词印染废水；臭氧；染料；异噻唑啉酮；生物毒性臭氧工艺对印染废水处理特性评价东华大学硕士学位论文IVASSESMENTOFOZONATIONPROCESSONTREATINGTEXTILEWASTEWATERABSTRACTDyeingwastewaterhasthecharacteristicsofhighCODCr,colorandcomplexcomposition,whichmakesdyeingwastewateroneofthemostrefractoryindustrialwastewater.Ozonationhastheadvantagesofstrongoxidizingability,efficientindecolorizationandnosecondarypollution.,whichmakesozoneasoptionsprocessofdyeingwastewatertreatmenttechnology.Inthispaper,OnthebasisofinvestigationandanalysisatFoshanDatangsewagetreatmentplant,azodyeandanthraquinonedyewasselectedasozonationobjectsfortheirlargeusageandnonbiodegradble.TheremovalefficiencyofReactiveRedX-3B(azodye)andReactiveBrilliantBlueKN-R(anthraquinonedye)concentrations,colorandCODCrbyozonanationwasanalyzed.Theremovalefficiencyofnovelpollutants1,2-isothiazol-3-one(BIT)andit’stoxicitywasalsoanalyzedintheactualwastewater;onthisbasis,theeffectoftheactualwastewaterforthreesubstancesremovalefficiencybyozonationwasanalyzed;finally,usedTechnologyPerformanceStatistics(TPSs)toevaluatethecoagulation-biologicalcontactoxidation-ozoneprocesstreatmenteffectionoftheactualdyeingwastewater.Itisaimtoprovidetechnologyforthenewemmitionstandardundernewsituation.Theresultsareasfollows:(1)Intheprocessofozoneoxidation,0.2mg/mgand0.56mg/mgozonedosageforX-3BandKN-Rwasrequiredtoattaintheemissionstandardofeffluentcolor.WhileitisnotefficientintheTOCremovalandtheremovalefficiencereached14%and20%,respectively.Bothofthereactionproduceinorganicacids,organicacidsandotheracids,pHweredecreasedgreatly.ThesulfonicacidgroupofX-3BreddyehasbeendestroyedandthesideacidchainofReactiveBrilliantBlueKN-RwasdestructivedSO42-wasdetected.(2)TheremovalofreverseosmosisantibacterialagentsBITindyeingwastewaterbyozonewasanalyzed,itwasfoundthatBITiscompletelydegradatedin9min;Duringthereaction,TNsubstantiallydidnotremoved,inisnotfoundtheproductionofNO2-ionintheiondetector,NO3-ionconcentrationdidnotcontinuestorisewiththereactiontime,NO3-ionconcentrationof0.978mg/Lattheendofthereaction;organicorinorganicacidwasgeneratedintheoxidationprocessofBIT,pHisdecreasedasthereactiontime,andSO42-ionwasdetected.whileuseTOCformineralizationcharacterizedandfound31%TOCremovalratiocouldbeobtaindin150min,臭氧工艺对印染废水处理特性评价东华大学硕士学位论文VpH,humicacid,carbonatehadnosignificanteffectonthedegradationofBIT.Bystudyingthebiologicaltoxicity,itwasfoundthatBITisthemainfactorsoftoxicityinsolution,andtraceofBIThasastronglethaltoxicityforzebrafishembryo.Theinitialconcentrationwas100%lethalforzebrafishembryo,asozonationtimeex