内循环厌氧反应器(IC)处理高浓度L-乳酸精馏残液试验研究

内循环厌氧反应器(IC)处理高浓度L-乳酸精馏残液试验研究

论文摘要

江西省某生物化工公司生产过程中产生的L-乳酸精馏残液含有高浓度的蛋白质、淀粉、糖类等有机物,COD浓度为6.0×105mg/L左右,难以利用常规的生化工艺进行处理。本课题以该公司L-乳酸生产废水处理项目为依托,研究了高效内循环厌氧反应器(IC)对L-乳酸精馏残液进行处理的效果及其特性。研究结果表明:1、当L-乳酸精馏残液的COD浓度稀释到平均10000 mg/L,调节进水pH值6.3~6.8、维持温度在30℃左右时,IC能有效去除L-乳酸精馏残液中的污染物。出水COD浓度稳定在2000mg/L以下。2、稳定运行后IC厌氧反应器容积负荷达到9.4kgCOD/(m3·d),HRT为21h。产气量通过理论计算为37.5 m3/h,回流量为610m3/h,第一反应室表面水力上升流速为39m/h。出水COD、VFA平均浓度分别为1883mg/L、5.8mmol/L;pH值7.2~7.4:SS<150mg/L。3、污泥的驯化分为“激发”与“强化”活性两个阶段。“激发”阶段使污泥对原水COD有10%去除率,“强化”阶段COD去除率上升至50%。4、在污泥驯化末期(第60d时),IC反应器内污泥主要以絮状存在,但有少量粒径为0.5~1.0mm的颗粒污泥出现,底部污泥浓度为13.7g/L。当IC反应器运行5个月后,反应器4m、8m、12m、16m高度处的污泥浓度分别达到21.32/L、13/L、4.03 g/L、1.21g/L。污泥形态以颗粒污泥为主,最大直径为3mm。5、IC启动运行期,启动初始容积负荷为1kgCOD/(m3·d),当出水COD<2000mg/L,VFA<10mmol/L时,以递增20%进水流量的方式增大容积负荷。在运行前期(1~11周)和后期(17~22周)冲击负荷使得IC反应器对于COD的去除率有较大波动,而在中期(12~16周)此波动较小。出水pH值在启动期间维持在6.2~7.8之间;冲击负荷对于出水VFA影响表现为在前11周和后11周分别在7.2mmol/L~28mmol/L和6.7 mmol/L~14.2mmol/L范围内波动。6、调试过程中通过附加动力循环加大水力负荷使得反应器对于COD的去除率平均上升了30%。7、IC反应器可以作为L-乳酸精馏残液的预处理工艺,后续采用BAF好氧工艺处理,能够使最终出水COD浓度稳定在80mg/L以下,达到国家《污水综合排放标准》GB8978-96的一级排放标准。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 引言
  • 1.1 研究的意义
  • 1.2 课题的确定
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.3.1 厌氧生物处理的特点及基本原理
  • 1.3.2 厌氧工艺发展历程
  • 1.3.3 厌氧反应器的发展历程
  • 1.3.4 IC反应器
  • 1.3.5 污泥颗粒化的研究进展
  • 1.4 乳酸废水的来源及特性
  • 1.4.1 L-乳酸的制取工艺流程
  • 1.4.2 L-乳酸精馏废水的特性分析
  • 1.4.3 L-乳酸精馏废水处理的研究现状
  • 1.4.4 L-乳酸废水处理的研究现状
  • 1.5 课题的研究内容、研究目标以及拟解决的关键问题
  • 1.5.1 研究内容
  • 1.5.2 研究目标
  • 1.5.3 本研究拟解决的问题及创新之处
  • 1.6 技术路线及工艺流程
  • 第2章 实际IC厌氧反应器循环流量计算
  • 2.1 引言
  • 2.2 模型参数与取值分析
  • B、KT取值分析'>2.2.1 KB、KT取值分析
  • r、εd取值分析'>2.2.2 εr、εd取值分析
  • 2.2.3 IC厌氧反应器水力学计算
  • 2.2.4 IC厌氧反应器水力学参数计算结果
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 IC厌氧反应器处理L-乳酸精馏残液的启动研究
  • 3.1 前言
  • 3.2 IC厌氧反应器初次启动理论研究
  • 3.3 材料和方法
  • 3.3.1 试验材料
  • 3.3.2 工艺流程
  • 3.3.3 主体工艺与设备
  • 3.3.4 分析项目及方法
  • 3.4 IC厌氧反应器的启动过程与讨论
  • 3.4.1 IC厌氧反应器调试整体方案
  • 3.4.2 IC厌氧反应器的污泥接种
  • 3.4.3 IC厌氧反应器适应期运行情况
  • 3.4.4 IC厌氧反应器负荷运行期调试
  • 3.5 IC厌氧反应器满负荷期运行情况
  • 3.6 颗粒污泥特性描述
  • 3.6.1 颗粒污泥床的动态变化
  • 3.6.2 污泥的物理性质
  • 3.6.3 颗粒污泥的沉降性能及活性变化
  • 3.6.4 颗粒污泥外观及微生物相
  • 3.7 启动结果
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 环境、经济效益分析
  • 4.1 环境效益分析
  • 4.2 经济效益分析
  • 4.2.1 节省动力消耗
  • 4.2.2 可产生生物能
  • 4.2.3 节省基建投资和占地面积
  • 4.2.4 污泥产量少且有一定的经济价值
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 结论与建议
  • 5.1 结论
  • 5.2 建议
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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