[发明专利]一种碳纳米管强化厌氧污泥复合处理偶氮染料废水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及偶氮染料废水的处理方法，尤其涉及一种碳纳米管强化厌氧污泥复合处理偶氮染料废水的方法，属于废水处理领域。

背景技术

偶氮染料是分子结构中含有一个或者多个偶氮基(-N＝N-)的染料，是纺织、造纸、制革等工业常用染料，其生产废水具有毒性强、含盐量高、致突变、致癌、难降解等特点，不经处理直接排放会对环境造成严重污染。偶氮染料废水的处理方法有物理、化学、生物法以及这些方法的组合。其中，生物法具有操作简单、运行成本低，无二次污染的优点，是偶氮染料废水的首选处理技术。废水中的有机物经厌氧水解酸化处理可提高其可生化性，有些结构简单的芳香化合物可直接经厌氧生物矿化和产甲烷，因此，厌氧生物处理难降解废水具有明显的技术和经济优势。目前常见的难降解废水厌氧处理工艺主要有厌氧活性污泥法、厌氧颗粒污泥法、惰性载体吸附或包埋固定化法等。

但上述厌氧生物处理工艺中存在的主要问题是：(1)厌氧活性污泥法中，难降解污染物厌氧代谢速率慢、降解率低、耐冲击负荷性能差；(2)包埋固定化法中，微生物颗粒的传质阻力大，机械性能以及生物活性较低，而且制作成本高，严重限制了其大规模应用；(3)惰性载体吸附工艺中，挂膜困难、启动周期长、生物膜易脱落；(4)厌氧颗粒污泥工艺中，反应器启动时间长、颗粒污泥传质阻力较大、稳定性差；有些工艺为了提高传质性能，通过出水回流方式形成的较高上升流速使能耗增加，而且对反应器构型有较高要求。

因此，亟待开发一种能克服上述缺陷的偶氮染料废水厌氧生物处理新工艺。

发明内容

本发明对目前常见厌氧生物处理偶氮染料废水工艺中存在的弊端，旨在提供一种碳纳米管强化厌氧污泥复合处理偶氮染料废水的方法，该方法可大幅提高偶氮染料废水的厌氧生物降解性能，对反应器构型要求低、启动快速，工艺操作简单、能耗少。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种碳纳米管强化厌氧污泥复合处理偶氮染料废水的方法，包括以下步骤：

(1)污泥预处理：在厌氧生物反应器中添加新鲜活性污泥，调节其浓度为3-20g/L，初始pH控制在6-8，温度控制在20-60℃，利用泵往反应器内通入营养液；待出水COD稳定后，即获得活性较强的厌氧颗粒污泥；

(2)分阶段污泥驯化：污泥驯化初始，将偶氮染料废水稀释1-10倍后作为进水；每当偶氮染料去除率达80％以上时，再逐步加大进水中偶氮染料废水比例，进入下一轮驯化，直至驯化完成，得驯化污泥；污泥驯化期间，保持厌氧生物反应器中温度在10-60℃，溶解氧小于0.5mg/L；

(3)碳纳米管-厌氧污泥复合体制备：污泥驯化完成后，加入片长为10-30μm的碳纳米管，所述碳纳米管与所述驯化污泥质量比控制在0.005-0.2，厌氧生物反应器中温度保持在10-60℃，溶解氧小于0.5mg/L，反应18-36h；

(4)碳纳米管-厌氧污泥复合处理：碳纳米管-厌氧污泥复合体制备完成后，根据进水COD去除状况调整基质负荷和水力停留时间，启动厌氧生物反应器，反应器稳定运行后，进水中的偶氮染料逐步被厌氧去除；厌氧生物反应器运行期间，保持反应器中温度在10-60℃，溶解氧小于0.5mg/L。

作为优选，在步骤(1)中，调节所述新鲜活性污泥浓度为10g/L，初始pH控制在7，温度控制在37℃。

作为优选，在步骤(2)中，进行分阶段驯化采用的所述偶氮染料废水浓度为50-100mg/L。

作为优选，在步骤(2)中，保持厌氧生物反应器中温度在37℃。

作为优选，在步骤(3)中，保持厌氧生物反应器中温度在37℃。

作为优选，在步骤(3)中，所述碳纳米管与所述驯化污泥质量比控制在0.05-0.2。

作为优选，在步骤(4)中，保持厌氧生物反应器中温度在37℃。

本发明具有以下有益效果：