臭氧氧化-生物活性炭滤池深度处理制革废水二级出水

臭氧氧化臭氧氧化-生物活性炭滤池深度处理制革废水二级出水生物活性炭滤池深度处理制革废水二级出水制革和印染废水水量大、有机物含量高、色度深、难生物降解成分多[1-3]，通常采用混凝沉淀与生物降解组合工艺进行处理，但出水水质仍很难达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》[4]中的一级排放标准。臭氧氧化—生物活性炭滤池组合工艺结合了高级氧化、活性炭吸附和生物处理等多种工艺技术的优势[5-6]。首先利用臭氧的强氧化作用将难降解大分子有机物分解为易降解小分子有机物，再通过活性炭吸附和微生物降解的协同作用实现有机物的高效去除。近年来关于臭氧氧化—生物活性炭滤池深度处理硝基苯废水[7]、印染废水[8]、焦化废水[9]等难降解废水的研究已有报道。当臭氧加入量为6~40mg/L时，出水水质较好。但将臭氧氧化—生物活性炭滤池工艺应用于制革废水深度处理的研究和应用仍未见报道。浙江省某制革园区污水处理厂采用―水解酸化—周期循环活性污泥法（CASS）‖处理园区生产废水。污水处理厂进水COD波动大、难降解污染物浓度较高、可生化性较差，经生化处理后出水COD为80~120mg/L。随着节能减排要求的提高，污水处理厂必须提高出水水质，方可达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准。本工作采用臭氧氧化—生物活性炭滤池工艺对该制革园区污水处理厂的生化出水进行深度处理，考察了污染物的去除机理及效果。1实验部分1.1材料和仪器实验用废水取自某制革园区污水处理厂的CASS池出水。废水水质及GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准见表1。表1废水水质及排放标准CF-G-3-10型臭氧发生器：青岛国林实业有限责任公司；TOC-VCSN型TOC分析仪：日本岛津公司；UV-2450型紫外-可见分光光度计：日本岛津公司；6173型pH计：上海禾工科学仪器有限公司。1.2实验装置及流程臭氧氧化—生物活性炭滤池组合工艺流程见图1。CASS池出水经进水泵打入臭氧氧化柱，在臭氧氧化柱中通入臭氧，臭氧加入量为25mg/L。臭氧氧化柱出水流入贮水箱，通过鼓风曝气消除残余臭氧。再用泵将废水送入生物活性炭滤池。臭氧氧化柱和生物活性炭滤池都采用向上流方式运行，气水同向。臭氧氧化柱内径为100mm，填装粒径为1~3mm的陶粒填料，填充高度1300mm，填装密度40%，底部承托层高100mm，臭氧氧化时间约25min。生物活性炭滤池内径为150mm，内填直径约1mm、长3~5mm的煤质颗粒活性炭，填装高度1500mm，填装密度35%，承托层高150mm，HRT约为1h。1.3分析方法COD采用重铬酸钾法测定[10]；氨氮质量浓度采用纳氏试剂光度法测定[10]；TN采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定[10]；臭氧质量浓度采用改进后的碘量法进行测定[11]；TOC采用TOC分析仪测定；UV254（波长254nm处单位比色皿光程下的吸光度）采用紫外-可见分光光度计测定；废水pH采用pH计测定。2结果与讨论2.1COD去除效果臭氧氧化—生物活性炭滤池处理前后COD的变化情况见图2。由图2可见：CASS池出水COD为82～125mg/L，经臭氧氧化后降至51~86mg/L，臭氧氧化柱的平均COD去除率为30.9%，由于臭氧能将部分有机物氧化成CO2，因此去除率较高[12]；再经生物活性炭滤池处理后，出水COD进一步降至42~66mg/L，平均为51mg/L，生物活性炭滤池的平均COD去除率为24.4%；系统平均总COD去除率为47.7%。系统运行期间，出水COD达到GB18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B排放标准（COD≤60mg/L）的天数占总运行天数的95%以上，少数波动可能由于进水水质过高引起。2.2TOC去除效果臭氧氧化—生物活性炭滤池处理前后TOC的变化情况见图3。由图3可见：臭氧氧化—生物活性炭滤池对TOC的削减规律与COD近似；CASS池出水TOC为26.6~35.5mg/L；经臭氧氧化后TOC下降至18.6~28.7mg/L，臭氧氧化柱的平均TOC去除率为28.1%；臭氧氧化柱出水进一步经生物活性炭滤池处理后，TOC下降到13.7～16.3mg/L，平均为15.1mg/L，生物活性炭滤池的平均TOC去除率为29.3%；系统平均总TOC去除率为48.8%。2.3UV254去除效果臭氧氧化—生物活性炭滤池处理前后UV254的变化情况见图4。由图4可见：CASS池的出水UV254较高，为0.68~0.80；经臭氧氧化后臭氧氧化柱出水UV254下降到0.11~0.29，臭氧氧化柱的平均UV254去除率达80.6%；再经生物活性炭滤池降解后出水UV254降至0.09~0.24，平均为0.1