混凝—好氧—微电解—好氧组合工艺处理淀粉的试验研究

论文摘要

近年来,我国水污染的问题日益严重,其中高浓度有机废水是我国水环境的重要污染源和重点治理对象。我国北方马铃薯淀粉废水则属于典型的高浓度有机废水,它的COD浓度高,主要成分是溶解性的淀粉和少量蛋白质,如将废水直接排放到环境水体中,不仅对环境造成极大的危害,也造成了资源的浪费,而且北方马铃薯淀粉生产周期短,多集中在秋冬季,使得废水排放集中,呈现很强的季节性特点。针对该废水的特点,对其进行静沉和混凝沉淀的处理,考察它的沉淀性能,然后以铁碳微电解为主体,结合好氧生化法提出两种处理方案:铁碳微电解-好氧生化和好氧生化-铁碳微电解-好氧生化,并对其污染物去除特性进行分析,最后确定最佳处理方案并对其进行经济分析。试验用的马铃薯淀粉废水为实验室自配废水,马铃薯和水的质量比为1:6,其主要水质指标COD为68717984mg/L、BOD为33794014mg/L、SS为975511357mg/L、NH3-N为1825mg/L。对废水进行静沉试验的研究结果表明:废水在静沉1h之后,COD值为4300mg/L左右,去除率为42.67%;SS值为400mg/L左右,去除率到达了96%;对废水进行混凝沉淀的试验研究,通过正交试验和单因素优化试验,得出在最佳工况为pH=6、混凝剂PAC的投加量为100mg/L、助凝剂PAM的投加量为0.5mg/L,废水的COD降到3000mg/L,SS降到130mg/L,废水的生化性B/C由0.5升到0.61。对沉淀处理后的废水进行铁碳微电解-好氧生化的试验,通过正交试验和单因素优化试验,得出铁碳微电解最佳运行条件为:pH值为44.5,反应时间为45h,铁水比为1:6,铁碳比为1:2,在该条件下,出水中COD为1230mg/L,SS为87mg/L,废水的可生化性由0.61升到0.77;经过好氧生化处理,出水中COD降到95mg/L,SS降到38mg/L,NH3-N为4.71mg/L。对沉淀处理后的废水进行好氧生化-铁碳微电解-好氧生化试验。先进行好氧生化的试验研究,在连续曝气后废水中COD可降至为859mg/L,SS为65mg/L,NH3-N为9.74mg/L;出水进行铁碳微电解处理,通过正交试验和单因素优化试验,得出废水在最佳运行条件下,即pH值为44.5、反应时间为5h、铁水比为1:6、铁碳比为1:3,废水的COD降到419.7mg/L,SS降到47.33mg/L,同时B/C的值升到0.51;最后经过好氧生化处理,COD降为83.17mg/L,SS为29.87mg/L,NH3-N为3.94mg/L。对两种处理方案进行比较,选定好氧生化-铁碳微电解-好氧生化为处理马铃薯淀粉废水的最佳处理工艺,并以试验结果为设计依据,结合北方实际工程进行主体工艺的设计及经济分析。结果表明:日处理量为2000m3/d的工程总投资为419.7万元,运行成本为1.56元/吨。该组合处理工艺对废水中主要污染物COD的去除效率高,出水水质好,减少了对纳污河流水质的污染;由于处理工艺中采用好氧生化法,从而每年可避免277.4万m3甲烷气体的产生（以每吨废水可产生3.8m3甲烷气体计）,这对减小温室效应有较大的贡献,具有明显的环境效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景
• 1.1.1 我国水环境现状
• 1.1.2 我国高浓度有机废水概述
• 1.1.3 马铃薯淀粉废水概述
• 1.2 马铃薯淀粉废水的处理工艺现状及分析
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.2.3 马铃薯淀粉废水的处理现状分析
• 1.3 课题的研究目的、意义及内容
• 1.3.1 课题的研究目的和意义
• 1.3.2 课题的研究内容
• 第2章 试验工艺的确定及试验分析方法
• 2.1 马铃薯淀粉废水的来源及性质
• 2.2 试验工艺的确定及其理论基础
• 2.2.1 废水中污染物的分析及试验工艺的确定
• 2.2.2 混凝沉淀的理论基础
• 2.2.3 铁碳微电解的理论基础
• 2.3 主要分析项目及方法
• 2.4 试验所用药品与设备仪器
• 第3章 马铃薯淀粉废水沉淀性能的研究
• 3.1 试验用废水的水质
• 3.2 静沉试验的研究
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 试验结果
• 3.2.3 试验结果分析
• 3.3 混凝沉淀性能的研究
• 3.3.1 试验方法
• 3.3.2 正交试验的设计及影响因素的确定
• 3.3.3 不同混凝剂对废水水质指标的去除效果
• 3.3.4 pH 值对废水水质指标的去除效果
• 3.3.5 PAM 投加量对废水水质指标的去除效果
• 3.4 本章小结
• 第4章 铁碳微电解＋好氧生化工艺的试验研究
• 4.1 铁碳微电解法试验的研究
• 4.1.1 试验材料、方法及影响因素的确定
• 4.1.2 pH 值对铁碳微电解试验的影响
• 4.1.3 反应时间对铁碳微电解试验的影响
• 4.1.4 铁水比对铁碳微电解试验的影响
• 4.1.5 铁碳比对铁碳微电解试验的影响
• 4.2 好氧生化法试验的研究
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 曝气试验的研究
• 4.3 试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 好氧生化＋铁碳微电解＋好氧生化组合工艺的试验研究
• 5.1 好氧生物法试验的研究
• 5.1.1 试验方法
• 5.1.2 曝气试验的研究
• 5.2 铁碳微电解法试验的研究
• 5.2.1 试验材料、方法及影响因素的确定
• 5.2.2 pH 值对铁碳微电解试验的影响
• 5.2.3 反应时间对铁碳微电解试验的影响
• 5.2.4 铁水比对铁碳微电解试验的影响
• 5.2.5 铁碳比对铁碳微电解试验的影响
• 5.3 好氧生物法试验的研究
• 5.3.1 试验方法
• 5.3.2 曝气试验的研究
• 5.4 试验结果分析及两种处理方案的比较
• 5.5 本章小结
• 第6章 经济效益分析
• 6.1 工程概况
• 6.1.1 废水水质
• 6.1.2 工艺处理流程及主要设计参数
• 6.2 工程的经济技术分析
• 6.2.1 工程的总投资
• 6.2.2 工程的运行成本
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢