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厌氧生物处理技术被认为是目前处理难降解有机废水最经济有效的方法之一,在国内外得到广泛应用。但传统厌氧处理方法受pH值、温度等环境因素影响较大并且难以适应化工废水的特点,COD去除效率低,很难达到废水的排放标准。那么如何提高生物处理效能和改善难降解有机物的生物毒性仍是许多学者研究的重点。因此,提出将零价铁和碳素融合构建的空间多元微电场和厌氧微生物耦合的方法,大幅度提高厌氧微生物活性及其作用范围,强化难降解有机物的生物降解作用,达到简单直接、高效低耗处理难降解有机废水目的,为难降解有机废水的有效生物处理提供了新的发展思路。本研究采用批次实验,研究了pH值、水力停留时间(HRT)、温度、铁碳投加比等因素对厌氧生物降解效能的影响,并确定了最佳的反应条件。研究发现:体系最佳pH范围为6.5-7.0之间,此时最大去除率为84.18%;COD、NH4+-N去除率随着HRT的增加均增大,可生化性(BOD5/COD,即B/C)显著提高,确定体系最优HRT为48 h;当铁碳投加质量比为1:1时,COD、NH4+-N及B/C均达到最大值;温度为25℃时,COD、NH4+-N的去除率最大,可生化行提高了90.18%;根据单因素实验分析结果,选取温度、HRT、铁碳质量投加比三个因素进行三因素三水平正交试验,实验表明温度和HRT对COD和NH4+-N去除效能影响较大。本研究立足于处理大庆兴化园区污水厂的混合工业废水,着眼于解决目前国内工业污水厂处理难度日趋增大的工业废水的难降解问题,将多元微电场、MBBR加载于厌氧生物处理工艺中,将A/O、BAC和MBBR思想加载于好氧生物处理工艺中,强化难降解有机物的生物降解作用,达到简单直接、高效低耗的处理难降解工业废水的目的,为工业废水的有效生物处理开辟新途径。基于对兴化园区水质成分复杂、难降解特点的调研,开展Fe0/Fe2+耦合厌氧生物处理静态试验研究以及多元微电场耦合厌氧生物处理静态试验研究,通过对比确定最佳方案,以此为中试规模试验提供理论支持和数据支持。开展了加载厌氧/复合好氧工艺对化工废水处理的研究,考察了水力停留时间、进水pH、温度等参数对工艺降解效能的影响,现场工艺稳定运行后出水达标。本文得到主要结论如下:(1)Fe0/Fe2+耦合厌氧生物处理工艺效能受到温度、HRT、Fe0/Fe2+投加质量比、pH影响。选取温度、HRT、Fe2+/Fe0质量投加比三个因素进行三因素三水平正交试验,确定出温度对COD和NH4+-N去除效能影响最大,其影响规律是温度>HRT>Fe2+/Fe0质量投加比。(2)Fe0/Fe2+耦合厌氧微生物可强化其对难降解有机废水的处理,提高了废水生物处理系统有机物去除率以及废水的可生化性。确定了Fe0/Fe2+耦合厌氧强化化工废水处理实验研究的最优参数如下:HRT为48h,Fe2+/Fe0质量投加比为0.001:1,混合液初始pH为6.5,温度为25℃,其中温度对去除效能的影响最大。通过对多元微电场耦合厌氧强化生物处理技术的研究,得出了如下结论:(1)实验考察在20℃,铁碳投加比为1:1时厌氧生物体系不同初始pH条件下的生物处理效能,得出体系最佳pH为6.57.0,此时去除率达到峰值为84.18%。(2)实验考察在20℃,初始pH值为7.0,铁碳投加比为1:1时不同HRT对厌氧生物降解效能的影响。结果表明随着HRT的增加去除率均增大,从实际节省工艺成本角度考虑,确定最优HRT为48 h。(3)实验考察在20℃,初始pH值为7.0,HRT为48h时,考察不同铁碳投加质量比对厌氧处理难降解有机废水效能的影响。实验结果表明,当铁碳投加质量比为1:1时,COD、氨氮及B/C达到最大值。(4)根据单因素实验结果,选取温度、HRT、铁碳质量投加比三个因素进行三因素三水平正交试验,结果证明温度和HRT对COD和氨氮去除效能影响最大。加载厌氧/复合好氧工艺对化工废水处理中试试验中,废水经过厌氧工艺,可生化性提高。在最优工艺参数下该组合工艺稳定运行了一个月,在进水平均COD浓度为1561.87 mg/L,HRT=50 h,厌氧反应装置内温度1718℃,好氧反应装置在17.718.3℃范围内时,COD出水最低达到101.60 mg/L,平均出水COD浓度为148.85 mg/L,COD平均去除率达90.42%,达到二级排放标准,为水厂升级改造提供可靠实验数据支持,为组合工艺稳定运行提供理论支持。