工业综合废水深度处理与污水厂工艺升级改造研究

论文摘要

随着我国工业的高速发展,工业综合废水的排放量也在日益增加,受其自身水质影响,工业综合废水具有高油、高粘渣、高悬浮物的特性,并存在着有机污染物浓度较高又极难降解的问题,给污水厂的处理增加了难度,对受纳水体环境造成了极为严重的污染。著名东北老工业基地沈阳市的铁西区汇集了众多的重工业企业,其排放的包括制药、焦化和啤酒在内的污水具有典型的工业综合废水特质,由于较难处理或处理不彻底,已对受纳水体浑河乃至其干流辽河造成了一定程度的污染。本研究以沈阳铁西区某污水处理厂进水为原水,该水厂日处理水量40万吨,进水中40%为工业综合废水,以曝气生物滤池为主要处理工艺,出水基本符合国家二级排放标准,面临着紧迫的达标排放升级改造任务。根据水厂的实际情况,如要实现达标排放,一方面要进一步去除有机物和氨氮,另一方面要增加脱氮除磷功能。针对工业综合废水的特质,为实现污水的达标排放以及再生利用,设计了工业综合废水深度处理的全流程工艺,并开展了有针对性的单元处理试验研究,以及日处理水量2吨的中试研究。在预处理方面,使用混凝-气浮的工艺对工业综合废水中的油污、粘渣和悬浮物进行有效的去除,同时还能将造成水体富营养化的总磷予以去除。试验对混凝单元中使用的混凝剂进行了筛选,气浮单元采用加压溶气气浮方式,将污水中的杂质和混凝剂形成的残渣进行去除。为了提高难降解工业综合废水的可生化性,使其有助于后续的生物处理,在预处理阶段还进行了水解酸化试验研究,将工业综合废水中的大分子有机物降解为较易进行生化处理的小分子有机物。在二级处理方面,采用占地面积较小、出水水质稳定的曝气生物滤池工艺,有效的对工业综合废水中的有机物和氨氮进行去除。此外,试验还在生物滤池前段设置厌氧段,通过硝化液的回流实现曝气生物滤池的前置反硝化深度脱氮功能,该工艺充分利用原水中的有机物作为碳源,使出水的有机物和总氮浓度达标排放。综上,针对工业综合废水不易处理的问题,提出了化学除磷+气浮除油+水解酸化+前置反硝化曝气生物滤池处理工艺流程,即工业综合废水的深度处理全流程工艺,并通过中试研究对处理流程以及各个处理单元运行参数进行了优化,使其出水达到国家一级A排放标准的要求。同时将全流程工艺应用于水厂的达标排放升级改造工程,提出了全面的升级改造实施方案,为工业综合废水处理厂的建设和升级改造工作提供了理论依据和数据支持。针对难降解、不易处理的工业综合废水,提出的化学除磷+气浮除油+水解酸化+前置反硝化曝气生物滤池深度处理全流程工艺,以及污水处理厂全面的升级改造实施方案,对于我国各二级污水厂面临的达标排放升级改造工程具有普遍的推广和借鉴意义,为彻底解决工业综合废水对水环境的严重污染问题提供了可行的实施方案和处理工艺。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 工业废水的来源与危害
• 1.2.2 我国工业废水污染与治理现状
• 1.2.3 国外工业废水处理的典型模式
• 1.2.4 工业综合废水特征
• 1.2.5 工业废水处理工艺
• 1.3 研究主要内容、目的和意义
• 1.3.1 课题的研究内容
• 1.3.2 课题的研究目的
• 1.3.3 课题的研究意义
• 1.3.4 技术路线
• 第2章 沈阳仙女河污水处理厂介绍
• 2.1 地理位置
• 2.1.1 所处区域
• 2.1.2 受纳水体
• 2.2 水厂概况
• 2.2.1 进出水概况
• 2.2.2 工艺介绍
• 2.3 问题诊断
• 2.3.1 存在问题
• 2.3.2 解决方案
• 2.3.3 处理流程的确定
• 第3章 工业综合废水单元处理研究
• 3.1 强化化学除磷单元研究
• 3.1.1 试验装置与试验方法
• 3.1.2 混凝剂的筛选
• 3.1.3 投药量和搅拌时间的确定
• 3.2 高效气浮除油单元研究
• 3.2.1 试验装置与试验方法
• 3.2.2 溶气压力与回流比的影响
• 3.3 水解酸化预处理单元研究
• 3.3.1 试验装置与试验方法
• 3.3.2 HRT 的影响
• 3.4 A/O 深度脱氮单元研究
• 3.4.1 试验装置与试验方法
• 3.4.2 HRT 与回流比的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 工业综合废水深度处理全流程中试研究
• 4.1 试验装置与试验方法
• 4.1.1 中试试验装置
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 中试装置生物启动
• 4.2.1 A/O 脱氮生物启动研究
• 4.2.2 水解酸化生物启动研究
• 4.3 全流程工艺参数优化
• 4.3.1 混凝预处理试验研究
• 4.3.2 气浮预处理试验研究
• 4.3.3 水解酸化预处理试验研究
• 4.3.4 A/O 脱氮深度处理研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 仙女河污水厂升级改造研究
• 5.1 深度脱氮试验研究
• 5.1.1 试验装置与试验方法
• 5.1.2 工艺参数优化
• 5.1.3 经济效益对比分析
• 5.1.4 深度脱氮试验小结
• 5.2 强化除磷试验研究
• 5.2.1 试验装置与试验方法
• 5.2.2 工艺参数优化
• 5.3 升级改造工艺路线制定
• 5.4 污水厂构筑物设计
• 5.4.1 设计规模及进出水水质
• 5.4.2 单元构筑物设计
• 5.5 改造工程进展
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间所发表的学术论文
• 致谢
• 附录