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固定化高效微生物技术对焦化废水的处理研究

作　者: 杨长江
导　师: 王亚娥
学　校: 兰州交通大学
专　业: 环境工程
关键词: 焦化废水组合工艺生物强化深度处理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

焦化废水由于其成分复杂、毒性大、可生化性差，一直以来都是水处理领域面临的一大难题。本研究将生物强化技术及固定化微生物技术应用于SBR工艺。通过实验室平行对比试验考察了以纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫为载体的SBBR反应器与纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫+生物海绵铁为载体的SBBR反应器处理焦化废水的影响因素，最佳工艺条件及处理效果。在此基础上，通过现场试验研究了蒸氨、铁炭微电解+折板流反应器及混凝沉淀工艺处理焦化废水的影响因素，最佳工艺条件及处理效果。研究结果表明：（1）以纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫+生物海绵铁为载体的SBBR反应器处理焦化废水最佳工艺条件为：DO>4mg/L、pH=9.00、NaHCO3投加量为4.4g，在此条件下其最佳处理效果为：COD浓度为213mg/L，COD去除率为75%。出水NH₃-N浓度为287mg/L, NH₃-N去除率为19%。以纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫为载体的SBBR反应器处理焦化废水最佳工艺条件为：DO>4mg/L、pH=9.00、NaHCO3投加量为8.8g，在此条件下其最佳处理效果为：COD浓度为304mg/L，COD去除率为65%。出水NH₃-N浓度为303.2mg/L, NH₃-N去除率为14%。由此可以看到以纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫+生物海绵铁为载体的SBBR反应器对COD和NH₃-N的处理率比纳米凹凸棒土复合亲水性聚氨酯泡沫为载体的SBBR反应器分别提高了10%和5%。（2）通过向SBBR反应器中分别投加Fe²⁺、Fe³⁺及采用铁炭微电解耦合SBBR反应器处理焦化废水。实验发现，铁炭微电解耦合SBBR处理焦化废水效果最佳。其出水COD浓度为500mg/L左右，COD去除率为87%；出水NH₃-N浓度为678mg/L，NH₃-N去除率为52.5%。（3）通过蒸氨工艺研究了不同时间下的焦化废水中NH₃-N的去除效果。结果表明蒸氨时间为6h时焦化废水中NH₃-N去除效果最佳，去除达到84%，蒸氨后焦化废水中NH₃-N浓度降到500mg/L以下，COD浓度没有明显变化。（4）对蒸氨后焦化废水采用铁炭微电解+折扳流反应器的组合工艺对其进行处理。结果表明铁炭微电解工艺对废水中COD去除率为10%，出水COD浓度为3200mg/L左右；出水NH₃-N浓度为435mg/L，NH₃-N去除率在5%左右。以铁炭微电解出水为处理对象，采用折板流反应器进行焦化废水的处理研究。根据实验结果确定生化停留时间为48h，COD出水浓度为393mg/L，COD去除率为90%；NH₃-N出水浓度为33.5mg/L，NH₃-N去除率为93%。（5）以焦化废水生化出水为处理对象，其进行混凝实验，对考查氧化混凝剂投加量、pH、温度、PAM投加量对其的处理效果。确定混凝实验的最佳处理工艺条件为：投加量6mL、温度30℃、pH为11、PAM投加量2.5mL。在最佳处理条件下处理后出水COD浓度为65mg/L，出水NH₃-N浓度为19.2mg/L。（6）在上述研究的基础上考察了蒸氨-铁炭微电解-折板流反应器-混凝沉淀组合工艺对焦化废水的处理效果。研究结果表明，在进水COD浓度为3100-4500mg/L、NH₃-N浓度为2500-3700mg/L的范围下，出水COD浓度为65mg/L,达到污水综合排放标准一级标准，出水NH₃-N浓度为19.2mg/L，达到污水综合排放标准二级排放标准，满足外排要求，为企业焦化废水实际工程提供技术支持。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-19
  1.1 焦化废水概述  11-13
    1.1.1 焦化废水的来源  11
    1.1.2 焦化废水的水质及组成特点  11-12
    1.1.3 焦化废水的危害  12-13
  1.2 焦化废水的处理现状  13-14
    1.2.1 国内外焦化废水处理现状  13-14
    1.2.2 现行焦化废水处理方法存在的主要问题  14
  1.3 固定化微生物技术  14-17
    1.3.1 概述  14-15
    1.3.2 固定化微生物技术的优势  15-16
    1.3.3 固定化微生物技术在各类废水处理中的应用实例  16-17
  1.4 本研究的目的及内容  17-19
    1.4.1 研究目的意义  17
    1.4.2 研究内容  17-19
2 铁氧化菌强化处理焦化废水的影响因素研究  19-45
  2.1 实验材料与方法  19-21
    2.1.1 废水来源及水质  19
    2.1.2 污泥来源  19
    2.1.3 实验填料  19-20
    2.1.4 实验装置与方法  20-21
  2.2 实验研究与结果讨论  21-43
    2.2.1 实验目的  21
    2.2.2 实验内容  21
    2.2.3 实验启动研究及挂膜  21-22
    2.2.4 以聚氨酯泡沫+生物海绵铁为载体的 SBBR 反应器对焦化废水处理效果的影响  22-30
    2.2.5 以聚氨酯泡沫载体的 SBBR 反应器对焦化废水处理效果的影响  30-40
    2.2.6 两种不同载体对焦化废水处理效果对比  40-43
  2.3 小结  43-45
3 不同铁源对铁氧化菌强化处理焦化废水的影响研究  45-61
  3.1 实验材料与分析方法  45-46
    3.1.1 废水来源及水质  45
    3.1.2 污泥来源  45
    3.1.3 试验材料  45-46
    3.1.4 实验装置及方法  46
  3.2 实验研究及结果讨论  46-59
    3.2.1 实验目的  46-47
    3.2.2 实验内容  47
    3.2.3 实验启动研究  47
    3.2.4 配水比例为 1:9 时各反应器的去除效果分析  47-50
    3.2.5 配水比例为 1:4 时各反应器的去除效果分析  50-53
    3.2.6 配水比例为 1:1 时各反应器的去除效果分析  53-56
    3.2.7 全部焦化废水作为进水时各反应器的去除效果分析  56-58
    3.2.8 不同配水比例对焦化废水的去除效果影响  58-59
  3.3 小结  59-61
4 焦化废水现场试验研究  61-71
  4.1 实验材料  61
    4.1.1 废水来源及水质  61
    4.1.2 污泥来源  61
  4.2 蒸氨法预处理焦化废水  61-63
    4.2.1 试验装置及方法  61-62
    4.2.2 结果与讨论  62-63
  4.3 焦化废水活性污泥的培养驯化  63-65
    4.3.1 活性污泥的恢复培养  63-64
    4.3.2 焦化废水活性污泥的驯化  64
    4.3.3 结果与讨论  64-65
  4.4 组合工艺对焦化废水的处理研究  65-70
    4.4.1 试验装置及方法  65-66
    4.4.2 主要构筑物简介  66
    4.4.3 结果与讨论  66-70
  4.5 小结  70-71
5 混凝法对焦化废水出水进行深度处理研究  71-77
  5.1 实验目的及内容  71
  5.2 实验材料与方法  71
    5.2.1 实验水质  71
    5.2.2 实验方法  71
  5.3 结果与讨论  71-75
    5.3.1 氧化混凝剂投加量的影响  71-72
    5.3.2 pH 的影响  72-73
    5.3.3 温度的影响  73-74
    5.3.4 PAM 投加量的影响  74-75
  5.4 最佳运行条件下的处理效果  75-76
  5.5 小结  76-77
6 结论  77-79
致谢  79-80
参考文献  80-83
攻读学位期间的研究成果  83

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