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结合先进的氧化与生物处理制革废水
美国诉Srinivasan•G.PREA尚美泰玛丽•西特拉Kalyanaraman• 又及，该•K.斯里兰卡balakameswari•兰迦萨米suthanthararajan• ethirajulu ravindranath 月28日收到：2011 / 2011 / 19可以接受：发表于：2011六月12 摘要
在制革皮革加工过程中，相当大的用有机和无机污染物的废物量生成。对这些污染物的去除回收水，生物处理方法反渗透（RO）为基础的膜技术采用。在处理制革水回收废水反渗透膜，存在的残余有机物，染料分子，和在流出物中其他杂质被称为使主要的缺点膜污染和破坏。在这项研究中，尝试提高了处理制革厂的质量通过对二级处理后的污水废水通过单独臭氧氧化和原发性和继发性氧化制革废水进行好氧处理生物序批式反应器（SBR）。最大12臭氧在pH值为98%的色彩还原单独的二次处理制革废水的观察。二级处理制革废水臭氧通过进一步增加好氧SBR生物处理化学需氧量（COD）去除率和导致COD值低于300毫克/升的情况下处理制革废水主要，最大COD减排64%取得了SBR。
关键词
制革废水 废水处理 高级氧化过程 臭氧氧化 序批式反应器
介绍
皮革行业是一个高耗水、污染的工业部门。近30立方米的废水产生一吨的原料皮/加工过程中隐藏（suthanthararajan等人。2004。制革废水一般具有高量的有机和无机污染负荷。此外，它含有高强度色由于存在残余染料，化学品，和用于加工、植物鞣操作的单宁，分别。制革废水处理中产生的个体污水处理厂（ETP）或普通出水处理厂（CETP）。参与单元操作个人ETP / CETP包括小学，中学，和三级处理方法。主要治疗包括酒吧屏幕上，除砂，化学混凝，与原发性澄清池。二级生物处理进行了通过厌氧处理后通过延长曝气过程或通过两级或单级延时曝气过程。三级处理系统主要包括压力砂和活性炭过滤器（斯里尼瓦桑等人。2009。
常规处理后的污水排放在ETP / CETP系统满足所需的参数除了总溶解固体（TDS），硫酸盐和氯化物（TDS，监管的排放标准2100毫克/升的硫酸，1000毫克/升；和氯化物，1000毫克/ L）在印度（斯里尼瓦桑等人。2009。监管当局在国家城市定向制革厂实现零 液体排放（ZLD）这是复苏的水在废水处理和再利用。放电处理行业内污水外，将不被允许一旦实现了零排放。为了满足监管合规，皮革产业实施，基于反渗透（RO）为waterrecovery和废水回用系统。中试研究有报道说，膜处理制革废水污染或破坏反渗透系统是主要的缺点是由于残余有机物的存在下，染料分子，和在处理后的皮革其他杂质污水（suthanthararajan等人。2004。为了满足饲料膜系统的质量要求，现有的污水处理厂需要更进一步额外的处理过程涉及三级处理过程如三池，砂滤，以颗粒活性炭吸附，UV处理，臭氧氧化（斯里尼瓦桑等人。2009。研究人员报道了合成染料去除困难制革工业废水处理的传统系统如化学混凝与好氧生物降解（lourenc¸O等人。2001。此外，这些方法是相当昂贵的，姿势操作上的问题。再生的要求和吸附剂吸附技术的成本作一个不起眼的脱色的目的（萨拉萨等人的方法。1998 konsowa 2003）。虽然，最近的报告表明利用一些天然或低成本吸附剂的可能性比如木灰，土壤，和粉末活性污泥代替活性炭脱色仍然存在问题的再生（basibuyuk和福斯特2003和2002）；kapdan卡尔吉。因此，高级氧化过程（AOPs）如臭氧，芬顿，和芬顿的照片过程中，臭氧/紫外线辐射是潜在的替代品为制革废水的三级处理（sevimili和sarikaya neamtu等人2002。2004卢卡斯和佩雷斯2006；施兰克等。2004；施兰克等。2005）也将满足饲料质量要求的反渗透膜 处理制革废水回收水。在…之间现有的高级氧化，臭氧氧化是一种有效的方法来去除颜色从废水，这将不饱和键的芳香基团的腐殖物质中发现，发色团的染料，和其他色素化合物，从而减少颜色（alaton和balcioglu 2001 alaton等人。2002。臭氧的反应机理如下两种主要途径：对应于一个直接的路径臭氧分子和间接路径相对应的动作对行动的自由基物种形成从臭氧在水中的分解。一些的此前的研究表明臭氧作为第三二级生物处理后处（alaton和balcioglu alaton等人2001。2002。研究人员还报道称，pH和废水的特点有影响臭氧反之亦然（Srinivasan等人。2009 preethi等。2009卡尼萨雷斯等。2009。
此外，化学品广泛（表面活性剂，酸和金属–有机染料，天然或合成鞣剂，磺化油，盐等）用于制革厂由于低的生物降解性的污水生物处理困难和复杂的制革厂这些化学物质。最近，奥勒等人。（2010）在他的评论文章强调了重要性相结合的研究对合成和真实的生物处理法在最近的研究和大规模的工业废水组合方案报告的非生物降解废水处理及回用。安东尼奥马可等人。（1997）报道，总矿化通过氧化过程是很昂贵而结合氧化过程和生物的选择将是一个更便宜的从总的有毒有机物降解的方法废水。施兰克等。（2004）研究了不同的AOP技术如UV，TiO2／UV，O3，O3／UV降解制革废水中污染物的发现和报告 这是相当的能源消耗和总矿化有时是不可能的，然而，生物降解性的增强和降低毒性是可以实现的大型蚤毒性试验。早期的研究也表明序批式反应器（SBR）系统是一个 对工业生物降解的有吸引力的选择废水（特别是制革废水）由于其更大的的灵活性和成本效益（亚科尼等人。2002 sanayei等人。2009凯旋；1997）。在膜生物反应器，资本和运营成本高。虽然厌氧在成本等处理工艺UASB反应器低，但他们不使用化学品的降解效果在制革厂。该系统的运行成本将略高于常规处理工艺目前采用的治疗产生的废水制革厂。氮和有机物的去除效率碳较高的SBR比传统的系统（琼斯等人。1990。
在这项研究中，已尝试改善处理制革废水的质量使用质量（1）臭氧化二级处理后的污水单独和臭氧（2）其次是在SBR生物处理与原二级处理后的出水。
材料和方法 制革废水
制革废水研究从CETP收集从制革厂污水处理工艺的半完成成品皮革。原发性和继发性的特点处理后的出水进行分析，按照标准方法（α1998），如表1所示
臭氧发生器 一个实验室规模的臭氧发生器（型号sa001，印度）的3克/小时的能力被用来在这项研究中产生的臭氧。
表1特点初级和二级处理制革废水
参数 初级处理 二级处理 出院 制革废水 制革废水 标准
pH值 7.8---8.8 7.8---8.8 6---9 颜色（PT–有限单元）650—-1500 450---540---悬浮固体（毫克/升）350---520 60---100 100 总溶解固体（毫克/升）5800---6700 5600---6400 2100 生化需氧量（毫克/升）300---600 15---30 30 化学需氧量（毫克/升）890---1600 250---700 250 硫酸钠（毫克/升）2100---2760 2280---2420 1000 氯化钠（毫克/升）1360---1740 1390---1680 1000 pH缓冲液
在中等pH值对臭氧氧化作用的研究处理后的污水，分别用缓冲器。为维护不同的3，7，和12的pH值，2.08毫升的磷酸酸，1 N磷酸二氢二钠8毫升（磷酸氢二钠）和16.8毫升2 N NaOH溶液增加每升废水。
实验
Bubble column reactor 二级处理制革废水进行臭氧30分钟，在5 L鼓泡塔处理能力大小为0.085米直径的反应器和1.25米的高度。的从臭氧发生器臭氧净化含气在鼓泡反应器通过一个陶瓷扩散器。
Sequential batch reactor 在这项研究中，5升容量的SBR 24小时操作水力停留时间（HRT）和混合白酒类悬浮固体（污泥）的浓度在6000毫克/升连续的步骤进行了SBR填充（0.25小时），曝气（23小时），解决（0.5小时），析（0.25小时）。
臭氧化和生物联合处理SBR法处理
二级处理后的废水臭氧氧化后在pH值为7，进一步处理好氧SBR 24小时预臭氧化的二次处理制革废水的3.5升弥漫在SBR滗水3.5升的上清液后。这项研究的种子污泥收CETP处理制革废水，曝气池一个食品微生物的操作（F / M）的比例为0.2，水力停留时间为36小时和10天的污泥龄。驯化种子不进行污水收集同样的CETP。同样，实验结果也用于治疗原发性制革废水进行臭氧化随后在SBR好氧处理24 h对于初级和二级处理后的废水，控制进行了实验，在SBR无臭氧预处理。
结果与讨论 原发性和继发性处理制革的特点废水如表1所示。二级处理制革废水的特点是棕色的残余的顽抗有机物的存在。较低的生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）0.38和0.43之间的比率表示的存在在非生物降解物质的量废水。
二级处理制革废水臭氧化
二级处理后的污水经生物治疗进行了在一个泡沫的臭氧处理为进一步减少污染物如色柱反应器和不同pH的COD残余有机物pH值对色度的去除效率的影响二级处理制革废水臭氧流量3 G / H进行了分析，结果如图1所示。它是从图1，在所有的pH值大幅下降了颜色。最大颜色在pH值12的去除率为98%，而76.5和84.3%在pH值观察颜色的去除3和7，分别。
图1彩色还原不同pH值和臭氧流量在3克/小时
图2不同pH值和COD减少臭氧流量在3克/小时
图3的COD减少处理制革废水的二次利用臭氧生物处理（pH7、臭氧流量 3克/小时）
图4的COD减少制革废水的主要处理后臭氧生物处理（pH7、臭氧流量 3克/小时）254美国诉斯里尼瓦桑等人。
同样，pH值对COD去除率的影响二级处理制革废水进行了分析结果如图2所示。从图2，它是观察到的在3和12的pH值为34.9和33.9%，COD去除，分别，而只有轻微的增加，COD在7，可能是由于生成的pH值简单的有机化合物从大分子顽抗化合物臭氧化过（亚科尼等人。2002。COD增加相似的结果也报告在早期的调查。据报道，有一个在较高的pH值，由于在臭氧传质速率的增加离解的化合物存在下，反应快臭氧对COD的积极作用和色度的去除。在pH值低于12，据报道臭氧消耗仅通过直接反应高度集中的污水，臭氧反应快在高浓度的化合物。增加COD的去除过程中废水臭氧化在较高的pH值可能是由于直接或间接的反应臭氧（Beltran等。2001 muthukumar等。2004。斯瓦米纳坦等人2005。
对SBR生物处理臭氧氧化的影响二次处理制革废水 处理制革废水经过二次的COD臭氧在SBR好氧生物处理后研究了图3所示。它是观察到的第二处理制革废水的COD值臭氧氧化后波动，有时甚至增加除了这可能是由于初始COD的降解顽固的化合物如染料和其他芳香用在整理过程中的化合物。然而，COD 二级处理后的污水经过好氧生物处理SBR减少到小于300毫克/升在SBR污泥浓度被发现的变化520–860 mg/L，污泥浓度范围经过10天的连续运行的SBR保持稳定。进一步的实验不能继续存在在SBR浓度不超过600毫克/升由于较低的有机负荷率
对SBR生物处理臭氧氧化的影响初级处理制革废水
COD的初级处理制革废水前臭氧在SBR好氧生物处理后90天进行了监测，结果显示在图4。COD值的污水收集从CETP经过初级处理的范围内890–1600 mg／L，COD降低到边际在4–范围20%初级处理后出水臭氧氧化。这主要是由于易氧化的氧化在初级处理制革化合物污水（dogruel等人。2004。最大的COD的削减64%是在SBR处理臭氧初步观察处理制革废水的COD的削减，而在控制SBR（无原发性之前，臭氧化处理 制革废水）仅为48%（数据未提供）。的SBR与臭氧预处理后的处理制革废水的COD 在450–650 mg／L范围内，而的初级处理制革废水的COD值后SBR法处理无臭氧的范围内725–800毫克/升。在SBR生物处理过程主要处理制革废水，COD去除率高由于降解的顽抗获得效率化合物的中间体化合物在简单臭氧氧化，SBR随后退化。在4000–高MLSS浓度范围在SBR由于较高的应用观察到6000毫克/升有机负荷率。
结论
在目前的研究中，对制革废水臭氧氧化的影响去除颜色在SBR生物处理前和COD进行了评价。基于目前的调查使用一级和二级处理制革废水，本文的结论如下：
（1）观察到在pH为98%的最大颜色还原与二级处理臭氧氧化12值制革废水单独而76.5和84.3%的颜色在3和7的pH值均减少，分别，基于初步调查。
（2）臭氧化过程中COD去除二级处理制革废水单独被认为是34.933.9%在3和12的pH值，分别为。
（3）二级处理出水的臭氧其次是进一步的好氧生物处理SBR造成COD值小于300毫克/升
（4）观察到的是64%的最大COD减排SBR处理臭氧初级处理制革废水，而在控制SBR COD减排（无臭氧）仅为48%。
参考文献
