染料工业废水是一种浓度高、色度深、且往往是高含盐量、低pH值的极难治理的有机废水,它是我国当前污染十分严重、亟待治理的工业废水之一。本试验以染料废水为基质,旨在研究一个实际可行的染料废水处理工艺。第一章中通过对染料工业的简单介绍,了解了染料的分类和结构,为选择合适的处理方法提供了基本的支持。染料特别是高分子有机染料很难通过直接得到生物法处理,通过传统的物化法又有处理能力的限制。这里的处理能力主要包括单位处理剂的处理阈值和对于染料结构上的处理限制。本文的第二章主要介绍了染料废水的处理方法和目前处理效果较好的工艺。常见的处理方法有物理法、化学法、生化法。近年来,随着染料分子向抗分解、抗生物降解方向的发展,使得染料废水的处理更加困难,单靠某种单一的处理方法很难取得令人满意的效果。现在的处理工艺已经逐渐转向以厌氧-好氧联合处理为轴心的、与物化或化学方法结合的混合多级处理工艺,以期达到最佳处理效果,取得环境和经济的双效益。物化法与生物法的优化组合是仍是当前实验及应用研究的方向。特别是超高浓度(CODCr>20000mg/L)、高盐度染料废水一般要通过各种方法的优化组合才能达到较好的处理效果。首先应针对染料废水中的难降解物质,通过一种方法大多为物化法提高污水的后续处理能力,然后通过后续处理将预处理后的产物彻底分解。本试验采用的处理工艺为:微电解-混凝-生物法处理工艺。通过实验确定最佳的试验条件后,厌氧和好氧装置运行都基本可达到稳定,各项指标均达到很好的处理效果。经过微电解处理后COD可去除50%~60%,BOD5/COD可从不足0.1提高到大于0.3,SO42-可去除70%左右,硬度可去除50%。通过混凝处理COD可再降低10%左右。本试验中采用的两种装置有一定的共性:①具有优良的水力条件,介于完全混合式和推流式之间;②具有分段特性,能够在反应器的各段形成与该段水质相适应的微生物,从而提高了该装置的处理能力;③具有较高的耐冲击负荷。两种装置的主要区别也是好氧与厌氧处理的不同点。好氧装置不产生甲烷气体,无需设置气体收集装置,设备简单;由于是好氧处理,因此没有产生臭味的困扰;另外,好氧微生物对环境的适应性比厌氧好,且好氧环境比厌氧环境也容易获得。好氧装置与厌氧装置相比有一定的不足之处。由于需要曝气,所以处理单位污染物的耗能比厌氧多。另外,厌氧处理中的有机物在转化过程中的能量除了一小部分转化成细胞物质以外,其余的能量大都以甲烷的形式排除厌氧装置,有利于能量的收集,而在好氧过程中有机物分解的能量大部分都储存在未完全分解的产物里,从使能量不能很好的利用。因此,好氧装置的能量利用率比厌氧装置低。通过ABR即厌氧折流板反应器的处理,COD在进水浓度为4000mg/L时,COD可降低到2000mg/L,但是BOD/COD可从0.3左右升高到0.45左右。由于厌氧出水的生物浓度较高,后续生物法处理有很高的可行性。ABR可以采用厌氧污泥作为接种污泥,接种效果较好。ABR的启动可经历适应期、驯化期、负荷提高期、稳定期四个阶段,ABR启动初期上升流速应<0.25m/h,但不宜低于0.15m/h,启动后期可将上升流速逐渐提高至0.20~0.25 m/h。ABR对复杂污染物是以分类逐级的形式得以去除的,具有典型的推流式系统特征。污染物的去除主要发生在1~3格室,随有机负荷的提高,去除主体逐渐后移。ABR表现出了较好的抗冲击能力,仅经过72h时间系统即基本恢复正常,但系统性能低于冲击前水平。ABR推流式系统的特性使得沿程各格室有机负荷逐渐降低,各格室的进水水质也产生了较大差别,从而在各格室形成了不同的微生物群落。ABR改进工艺即好氧复合处理法,最终出水效果较好时的COD为100mg/l左右,较差时也可达到300mg/l,可达标排放。装置COD的去除率一般都在95%以上。细菌在最初加入的几天中还没有适应高负荷的环境,因此,最初的COD去除主要是活性炭吸附起作用。到14天左右,细菌经过几天的繁殖已经逐步适应了所处的环境,而活性炭的吸附性又没有完全失去,COD的去除率很高考虑是二者的综合作用。随着进水COD的不断提高,装置经过长时间的运行基本达到稳定,COD的去除率有升高的趋势,是活性炭中固定的细菌起主要的作用,说明本装置运行成功。本试验采用的染料污水还有一个特性,就是一般色度的去除与COD的去除是同步的,如果出水的色度去除较好,COD的去除效果也较好。由此可以得出结论,可以从出水的色度上判断出水水质的好坏。从实验结果和运行效果可以看出,本实验所选的工艺可行,进一步研究可以获得更加完整的运行数据,并可以考虑其实际运用的可能性。