缺氧—缺氧—好氧接触氧化工艺处理高含硫含氮废水试验研究

论文摘要

石油化工企业在生产过程中会排出大量高含硫废碱液,若不经有效处理,会对环境造成严重危害。常规的处理方法氧化法、中和法、汽提法、沉淀法和传统生物脱硫等,不但处理费用高,且不能达标排放。为了处理达到相关排放标准和“以废治废”的双赢目的,采用物化处理和生化处理相结合的方式,先对高含硫废碱液进行催化氧化,产生的高浓度硫代硫酸盐的废水再与尿素废液预处理过程中产生的高浓度硝酸盐废水一并进行生化处理。本试验依据脱氮硫杆菌在厌氧（或兼性厌氧）条件下具有脱硫反硝化的生理特性,采用缺氧-缺氧-好氧接触氧化工艺对高浓度硫代硫酸盐和高浓度硝酸盐废水进行试验研究,以期为实际工程的运行提供科学依据和参考。试验分两个阶段进行,第一阶段在常温条件下进行,第二阶段在恒温条件下进行。试验结果表明：采用缺氧-缺氧-好氧接触氧化工艺处理高含硫含氮废水是完全可行的,系统成功实现了硫代硫酸盐、硝酸盐和有机物的同步去除,系统出水达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准的要求。常温（15～28℃）下,以Na2S2O3·5H2O（以Na2S2O3计）的最终模拟水平2500 mg／L（实际工程所需浓度水平）启动反应器,24d后污泥驯化成功,随后通过缩短水力停留时间和增加进水硝酸盐浓度进行了硝酸盐容积负荷试验研究,结果表明在水力停留时间为24h、进水Na2S2O3浓度为2500mg／L的情况下,系统所能去除的最大硝酸盐容积负荷为0.728 kgNO3--N／m3·d,此时缺氧区NO3--N的去除率高达98%以上。通过分析得出：当S／N比（S2O32--S／NO3--N）在2.37～3.50之间时,系统运行效果最佳。水浴恒温30℃下,选择性地研究了进水氨氮浓度（NH4+-N）和进水碳酸氢钠量（gNaHCO3／gNO3--N）等因素对试验运行效果的影响,结果表明：（1）缺氧区NH4+-N的利用量波动较大,在0.23-30.09mg／L之间变化；好氧区因有硝化作用发生,第74d后NH4+-N利用率稳定维持在99%以上。但从总体上来说,系统需要一定浓度的NH4+-N。（2）当进水NaHCO3量在1.11～2.41g／gNO3--N之间时,系统运行效果最佳。对系统中可能存在的生物相进行分析,知脱氮硫杆菌是缺氧相的主要菌种,在污水的净化过程中起主导作用；好氧相主要以后生动物线虫为主,存在少量的硝化菌,同时也存在极少量的脱氮硫杆菌。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 石化行业含硫废碱液的产生与危害
• 1.2 含硫废水治理技术国内外研究现状
• 1.3 废水中硝酸盐的危害
• 1.4 废水中硝酸盐治理技术研究现状
• 1.5 废水中氮、硫的同步去除技术及国内外研究现状
• 1.5.1 细菌同步脱氮除硫的机理
• 1.5.2 利用活性污泥进行废水同步脱氮除硫的研究
• 1.5.3 利用纯菌进行废水同步脱氮除硫的研究
• 1.5.4 脱氮硫杆菌的生理特征及在废气和废水处理中的应用
• 1.6 课题研究背景、研究目的和意义
• 1.6.1 研究背景
• 1.6.2 研究目的和意义
• 第二章 试验装置及运行条件
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 试验装置运行方式
• 2.1.3 试验反应器填料
• 2.1.4 试验接种污泥
• 2.1.5 试验水质
• 2.1.6 试验仪器设备和分析方法
• 2S2O₃浓度分析方法'>2.1.7 试验出水Na₂S2O₃浓度分析方法
• 2.2 试验运行条件
• 2.2.1 填料挂膜
• 2.2.2 温度的选择
• 2.2.3 pH值的选择
• 2.2.4 DO的选择
• 2.3 试验内容
• 第三章 常温条件下硝酸盐容积负荷试验研究及最佳S/N比分析
• 3.1 反应器的启动与污泥驯化
• 3.1.1 试验条件
• 3.1.2 污泥的前处理工作
• 3.1.3 污泥的培养与驯化
• 3.2 常温条件下硝酸盐容积负荷试验研究
• 3.2.1 不同水力停留时间下硝酸盐容积负荷试验研究
• 3.2.2 不同进水硝酸盐浓度下硝酸盐容积负荷试验研究
• 3.3 S/N比对试验运行效果的影响及分析
• 3^--N的去除'>3.3.1 不同S/N比下NO₃^--N的去除
• 2S₂O₃的转化'>3.3.2 不同S/N比下出水COD的去除和Na₂S₂O₃的转化
• 3.3.3 最佳S/N比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 恒温条件下试验影响因素研究及最佳运行条件分析
• 4.1 试验装置
• 4.2 进水氨氮浓度对试验运行效果的影响
• 4.2.1 试验方案设计
• 4.2.2 试验条件
• 4.2.3 试验结果
• 3量对试验运行效果的影响'>4.3 进水碳NaHCO₃量对试验运行效果的影响
• 4.3.1 试验方案设计
• 4.3.2 试验条件
• 4.3.3 试验结果
• 3量的理论分析'>4.3.4 NaHCO₃量的理论分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 生物相分析
• 5.1 缺氧相微生物分析
• 5.2 好氧相微生物分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 自养反硝化作用的几点探讨
• 6.1 自养反硝化作用和异养反硝化作用的比较
• 6.2 自养反硝化作用电子供体的比较
• 6.3 自养反硝化作用各物质抑制作用的探讨
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢