两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究

两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水的研究

论文摘要

江西某生化有限公司赤霉素生产过程中产生高浓度硫酸盐有机废水,该废水硫酸盐、氨氮、CODcr浓度高、pH值低,处理难度较大,难以用普通生化方法处理。采用UASB/曝气沉淀/IC反应器工艺处理该废水。控制条件使UASB中的硫酸盐还原菌成为优势菌种,UASB中的硫酸盐还原菌将硫酸根还原为硫化物,达到去除硫酸根的目的。控制曝气池中适宜的曝气量,利用好氧脱硫杆菌将UASB反应器中还原出来的硫化物氧化为单质硫,并在沉淀池中去除。由于沉淀池出水CODcr浓度还是很高,并含有少量的硫化物,所以采用IC厌氧反应器去除CODcr。本课题采用两相厌氧工艺处理高浓度硫酸盐有机废水,通过实际工程调试及稳定运行研究表明:①启动阶段,通过逐渐增加UASB反应器进水的CODcr、硫酸盐的浓度,对反应器中的污泥进行驯化。UASB进水的CODcr、硫酸盐浓度分别从5000mg/L,700 mg/L逐渐增高至13000 mg/L,1700 mg/L;经过对UASB中污泥的驯化,启动结束时UASB反应器的硫酸盐负荷率为5 kgSO42-/(m3.d),硫酸盐平均去除率达到85%以上。②IC进水采用与接种污泥相适应的综合废水,进水的CODcr、硫酸盐浓度分别为5000mg/L、500 mg/L,启动进水量为4m3/h,CODcr容积负荷为5kg/(m3.d)。经过30天的启动,IC的CODcr平均去除率在50%以上。③控制曝气池溶解氧在0.5—1mg/L,脱硫菌能有效去除硫化物,去除率稳定在90%以上。④稳定运行期,保持UASB中硫酸盐负荷为5kgSO42-/(m3.d),进水硫酸盐浓度为1500mg/L、pH值为6.5,硫酸盐的去除率稳定在80%以上。⑤IC的平均有机负荷为13.6 kgCODcr/(m3.d),水力停留时间为6h、进水CODcr平均浓度为6000mg/L、pH值为7.0,碱度为1300mg/L(以CaCO3计)。CODcr的平均去除率为70%。⑥UASB出水氨氮浓度高于进水浓度,氨氮浓度增加幅度为20%—30%,IC反应器对氨氮去除率为20%—27%。两相厌氧工艺对氨氮的去除效果有限。⑦稳定运行期,UASB和IC反应器中都形成了粒径为0.2—3.5mm的颗粒污泥。两相厌氧工艺能有效处理高浓度硫酸盐有机废水中的硫酸根和CODcr,但对氨氮的去除效果较差。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 硫酸盐还原工艺的研究现状
  • 1.2.1 单相厌氧工艺的改进
  • 1.2.2 生物膜法工艺
  • 1.2.3 两相厌氧工艺
  • 1.2.4 两相厌氧与硫化物生物氧化联用工艺
  • 1.3 影响硫酸盐还原作用的因素
  • 1.3.1 pH值
  • 1.3.2 温度
  • 1.3.3 基质(碳源)种类
  • 1.3.4 溶解氧
  • 1.3.5 碳硫比
  • 1.3.6 碱度
  • 1.3.7 氧化还原电位
  • 1.3.8 硫酸盐负荷
  • 1.3.9 金属离子的影响
  • 1.3.10 硫化氢的抑制作用
  • 1.4 课题目的意义及主要研究内容
  • 第2章 厌氧反应器启动与运行
  • 2.1 引言
  • 2.1.1 UASB反应器原理与构造
  • 2.1.2 IC反应器原理与构造
  • 2.2 实验材料与方法
  • 2.2.1 废水水质
  • 2.2.2 工艺流程图
  • 2.2.3 实验装置
  • 2.2.4 接种污泥
  • 2.2.5 分析项目及方法
  • 2.2.6 实验药品及器材
  • 2.3 UASB反应器的启动
  • 2.3.1 负荷运行期UASB反应器的运行情况
  • 2.3.2 UASB厌氧反应器CODcr值随时间的变化
  • 2.3.3 UASB反应器硫酸盐浓度的变化
  • 2.4 曝气脱硫系统启动运行情况
  • 2.5 IC反应器的启动与运行
  • 2.6 系统稳定运行情况
  • 2.7 结果与讨论
  • 2.7.1 pH值的影响
  • 2.7.2 碱度对硫酸盐去除率的影响
  • 2.7.3 UASB中氨氮浓度随时间的变化
  • 2.7.4 温度对反应器去除率的影响情况
  • 2.7.5 最佳水力停留时间的确定
  • 2.7.6 最佳有机负荷的确定
  • 2.7.7 反应器的水力负荷和污泥颗粒化
  • 2.8 本章小结
  • 第3章 硫酸盐和氨氮对厌氧生物处理的影响
  • 3.1 引言
  • 3.2 研究方法
  • 3.3 硫酸盐、CODcr去除率的变化
  • 3.4 IC反应器中氨氮浓度的变化
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 厌氧反应器最佳工艺的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料与方法
  • 4.2.1 废水水质
  • 4.2.2 工艺流程与主要设备
  • 4.3 最佳工艺的确定
  • 4.3.1 UASB最佳工艺的确定
  • 4.3.2 IC反应器最佳工艺的确定
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 主要结论
  • 第6章 问题和展望
  • 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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