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兰炭废水是一种典型的高浓度、难生物降解、成分复杂的工业有机废水,不经处理直接排入水体会对环境造成严重危害。目前,国内现有的兰炭生产企业大多采用传统的生化处理方法对其生产废水进行处理,由于该废水具有可生化性不高的特点,使得处理成本高且出水很难达到国家标准,急需研发新的废水处理工艺,提高出水水质并实现达标排放。单独采用物理处理、化学处理或生物处理等方法难以实现兰炭废水的达标排放。因此,本论文探索新型的废水处理组合工艺技术,采用超重力强化臭氧氧化-生物法联合工艺处理实际兰炭废水。利用臭氧氧化预处理技术改善兰炭废水的可生化性,为后续生物处理提供良好的条件。通过开展一系列的试验研究,得到了适合处理兰炭废水的工艺路线和操作条件,为实际工程的设计与应用提供理论依据和指导。主要的研究成果如下:(1)旋转填充床(RPB)中臭氧处理陕西省榆林市某兰炭生产企业实际兰炭废水处理工艺一级生化系统出水,考察了气相臭氧浓度、RPB转速、气液比、废水pH、进水温度和RPB处理级数对臭氧利用率和废水处理效果的影响。实验结果表明,针对COD为340mg/L、BOD5/COD(B/C)为0.18、pH为7.77、温度为24.7℃的兰炭废水,采用气量90 L/h,气相臭氧浓度50 mg/L、气液比5:1、RPB转速1500 r/min的工艺条件,利用RPB二级处理后,出水COD去除率为19.7%,B/C提高至0.34。(2)在适宜的操作条件下,经臭氧氧化处理后的出水,可生化性大幅提高,进行生化处理后出水COD维持在240mg/L左右,组合工艺COD去除率在30%以上。在相同的生化处理条件下,未经臭氧氧化处理的水样生化出水维持在300mg/L左右,COD去除率仅为10%左右。表明超重力臭氧氧化处理对兰炭废水的可生化性有很大的促进作用,可以降低生化出水的COD。(3)开展了超重力强化臭氧氧化-生物组合工艺处理兰炭废水一级生化系统出水的中试试验。在适宜的臭氧氧化条件下,经两级RPB处理后的水样进入生化系统,生化出水COD由原来的350mg/L降低到240mg/L,COD去除率由原来的15%提高到40%左右。通过对新增工艺运行费用进行分析,新增工艺运行费用为约1.23元/吨水。(4)对超重力强化臭氧氧化工艺进行了优化研究,将两级RPB处理中臭氧气体串联使用,从而达到提高臭氧利用率、节约成本的效果。在适宜的操作条件下,当气相臭氧浓度为60 mg/L时,两级RPB处理臭氧利用率为67.0%,COD去除率为15.2%,B/C从0.06提高到0.15;当臭氧浓度为78 mg/L时,两级处理臭氧利用率为59.6%,COD去除率为22.5%,B/C从0.06提高到0.20。结果表明,臭氧气体串联处理效果良好,臭氧利用率显著提高,水样可生化性提高,同时节约了生产成本。