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BAF在印染废水处理厂升级改造中的研究与应用

作　者: 孙芮
导　师: 陈季华
学　校: 东华大学
专　业: 环境工程
关键词: 印染废水曝气生物滤池深度处理升级改造
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

纺织印染业作为工业的主要领域,对其排放污染物的控制尤为重要。2007年9月20号,江苏省发布了太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染排放限值,其中对CODcr,氨氮,色度的排放限值有明显的紧缩。为达到新的排放标准,许多污水处理厂将会面临升级改造的要求。在对原有的污水处理工艺设施制定相应的污水处理升级改造工艺之前,有必要对采用的工艺特别是曝气生物滤池进行实验研究以及对整套工艺进行的模拟研究。本文采用A/O与复合滤料曝气生物滤池联用的装置对模拟印染废水进行小试,着重了解曝气生物滤池深度处理工艺运行的控制参数对有机物降解和脱色效果的影响;探讨装置中微生物挂膜的有利条件及废水中染料脱色的过程;确定处理废水过程中曝气生物滤池的动力学参数;并根据实验结果对实际的升级改造方案提出相关的建议。通过实验得到如下结论:1、通过分析研究A/O池各段实验产物的紫外-可见光谱图和红外吸收光谱,证实了在缺氧条件下单偶氮活性艳红X-3B染料经水解酸化后,确实降解成了结构更简单的中间产物。同时作为显色基团的偶氮键（-N=N-）断裂,色度明显降低。染料母体大分子经过一系列的氧化还原反应,环状结构开裂,生成降解终产物为200-700 nm间无最大吸收峰的饱和脂肪类碳氢化合物、胺和醇等,表明染料分子已得到较为彻底的降解。此阶段对染料分子结构的破坏和降解吸收,表现为对色度的大量去除,有利于后续曝气生物滤池对染料分子的吸收降解、色度的继续降低,保证最后的出水达标排放。2、重点研究了曝气生物滤池工艺在实际现场中的控制因素:气水比和水力负荷对处理效果的影响,确定其最佳运行参数为气水比3:1-5:1,水力负荷为0.266m³/（m^·h）左右,进水流量为5.06L/h,停留时间（HRT）控制在1.18h。这时的有机负荷为0.080 kgCODcr/（m³·h）,氨氮负荷0.0087[kgNH₄⁺-N/（m³·h）],CODcr的平均去除率为71%,有机负荷平均去除率为72.25%,出水CODcr保持在20.24-30.97mg/L。可以保证NH₄⁺-N的去除率在87.75%左右,氨氮负荷平均去除率87.36%,出水NH₄⁺-N在1.09-1.94mg/L。浊度平均去除率为71.84%,出水为4.2-6.2NTU。色度平均去除率为81%,出水为2-4倍。3、曝气生物滤池对有机物CODcr的去除主要集中在<160cm的滤层部分,对NH₄⁺-N的去除主要集中在滤层100-160cm段,对SS的去除主要发生在滤层高度<120 cm的部分,对浊度的去除主要发生在滤层高度小于80 cm与大于140cm的部分,对色度的去除主要发生在滤层高度<100 cm的部分。针对实际印染行业的污水处理厂的二级出水的水质特点,可以通过增加曝气生物滤池的高度,选择滤层高度为100-160cm,提高处理效果,有效的保证出水水质达到排放标准。4、采用以高强度空气擦洗、以微膨胀水漂洗的气冲-气水联用-水冲方式进行曝气生物滤池的反冲洗。气冲阶段适宜的强度为10-14 L/（m²·s）,历时为5 min;气、水联合反冲洗阶段适宜的气冲阶段强度为8-10L/（m²·s）,水冲强度为3L/（m²·s）,同时开启气、水冲洗为10 min;水冲阶段水反冲强度为4-5 L/（m²·s）,反冲历时为12 min。反冲洗周期确定为3-5d,建议生产中反冲洗结束的控制指标为反冲废水浊度达到3-5 NTU。5、通过建立曝气生物滤池的简化模型,并根据实验中测得的有机物随滤池沿程的变化数据,利用图解法分别求得各进水流量下K的值,最终确定了曝气生物滤池去除有机物的动力学模型为S=S₀e^?,并通过一系列实验验证了该模型的实用性,可为实际提供设计和运行依据。最后,针对倪家巷集团的具体水质情况,提出强化源头控制、清浊分流和深化末端治理的改造方案。并通过曝气生物滤池组合滤料的选择和运行参数的优化、锅炉厂煤渣和废弃构筑物的合理利用以及对老旧的设备进行维修更换,完成了污水处理厂的升级改造。改造完成后经过一个月的调试,曝气生物滤池稳定运行两个月,有效去除常规印染废水处理工艺末端中的难降解有机物,保证出水CODcr保持在60mg/L以下,其他指标也都符合新的排放标准。说明此改造方案已取得成功。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-10
目录  10-12
第一章印染废水深度处理技术综述  12-28
  1.1 印染行业现状 #l  12-20
    1.1.1 印染废水概况  13-14
    1.1.2 印染废水的分类  14-15
    1.1.3 印染废水的危害  15-16
    1.1.4 印染废水深度处理技术  16-20
  1.2 曝气生物滤池原理及研究现状  20-25
    1.2.1 曝气生物滤池工艺概述  20-23
    1.2.2 曝气生物滤池的功能  23-24
    1.2.3 曝气生物滤池的基本原理  24
    1.2.4 曝气生物滤池技术的研究方向  24-25
  1.3 本课题提出的背景及内容  25-28
    1.3.1 本课题提出的背景  25-26
    1.3.2 课题的提出  26-28
第二章 BAF深度处理模拟印染废水的实验概况  28-37
  2.1 实验装置与设备参数  28-31
    2.1.1 实验装置  28-30
    2.1.2 实验设备及参数  30-31
  2.2 实验水质与分析项目  31-37
    2.2.1 实验水质  31-32
    2.2.2 曝气生物滤池中填料的选择  32-35
    2.2.3 实验项目的测试方法和相关仪器设备  35-37
第三章 A/O装置的启动与染料降解的分析  37-49
  3.1 A/O装置的启动及驯化  37-43
    3.1.1 第一阶段:小流量挂膜阶段  37-38
    3.1.2 第二阶段:较大流量高负荷挂膜阶段  38-39
    3.1.3 第三阶段:加入染料废水驯化挂膜阶段  39-41
    3.1.4 挂膜后生物相的观察  41-43
  3.2 A/O装置中模拟印染废水染料降解的分析  43-47
    3.2.1 印染废水中染料的成分  43-44
    3.2.2 染料降解的分析实验  44-47
  3.3 本章小结  47-49
第四章 BAF工艺深度处理染整废水的研究  49-95
  4.1 曝气生物滤池运行的基本要素  49-54
    4.1.1 曝气生物滤池生物膜的形成  49
    4.1.2 曝气生物滤池生物膜净化机理  49-50
    4.1.3 曝气生物滤池的影响因素  50-53
    4.1.4 曝气生物滤池技术的工艺特点  53-54
  4.2 曝气生物滤池的启动挂膜  54-61
    4.2.1 曝气生物滤池的启动挂膜的影响因素  54-57
    4.2.2 曝气生物滤池反应器的挂膜  57-61
  4.3 曝气生物滤池系统运行参数的优化和讨论  61-76
    4.3.1 气水比对曝气生物滤池运行的影响  62-68
    4.3.2 水力负荷对污染物去除的影响  68-75
    4.3.3 曝气生物滤池的最佳运行参数的选择  75-76
  4.4 曝气生物滤池沿滤料层高度的工作性能变化  76-80
    4.4.1 滤层高度对曝气生物滤池运行的影响  76-80
  4.5 曝气生物滤池反冲洗的探讨  80-85
    4.5.1 反冲洗过程的研究概况  80-81
    4.5.2 不同反冲洗方式的机理  81-82
    4.5.3 反冲洗方式的确定及讨论  82-84
    4.5.4 反冲洗时间的确定  84
    4.5.5 反冲洗周期的确定  84-85
    4.5.6 反冲洗后滤池运行效果的恢复  85
  4.6 曝气生物滤池反应器动力学模型的确定  85-92
    4.6.1 有机物去除动力学模型的建立  85-89
    4.6.2 有机物去除动力学模型的确定  89-92
    4.6.3 有机物去除动力学模型的预测  92
  4.7 本章小节  92-95
第五章 BAF在印染废水处理厂升级改造中的应用  95-104
  5.1 项目背景  95-96
  5.2 项目概况  96-101
    5.2.1 设计水量  96
    5.2.2 进水水质  96-97
    5.2.3 处理目标  97
    5.2.4 处理工艺的研究  97-99
    5.2.5 曝气生物滤池的升级改造  99-101
  5.3 改造后的处理效果的分析  101-103
  5.4 本章小节  103-104
第六章结论  104-109
  6.1 模拟印染废水处理装置A/O池的挂膜及染料降解的分析  104-105
  6.2 BAF工艺深度处理印染废水的研究  105-107
  6.3 BAF在印染废水处理厂升级改造中的应用  107-108
  6.4 展望  108-109
参考文献  109-118
攻读硕士研究生期间发表的论文  118-119
致谢  119

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