巴豆醛生产废水生物处理毒性削减工艺研究

发布时间：2020-06-14 14:46

【摘要】：巴豆醛生产废水有机污染物浓度高、生物处理毒性强,属于典型的高浓度有毒有机废水,直接排入综合污水处理厂会对生物处理单元造成冲击,影响其稳定运行。针对上述难题,本研究以去除巴豆醛生产废水中毒性有机物、降低巴豆醛生产废水生物处理毒性、保障后续生物处理工艺稳定运行为目的,重点解析了废水水质特征及厌氧生物处理毒性,并识别出废水中对厌氧微生物具有抑制作用的特征有机物;进一步研究了巴豆醛生产废水的臭氧-水解酸化生物处理毒性削减工艺,获得了优化的工艺运行参数;在此基础上,探讨了组合工艺对特征有机物及生物处理毒性削减的机理。取得的主要结论如下:(1)巴豆醛生产废水的化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)为84202±1014mg/L。然而,废水对于比产酸活性(Specific VFA production acitivity,SVA)和比产甲烷活性(Specific methanogenic activity,SMA)毒性的半效应浓度(50%effect concentration,EC_(50))分别为367 mgCOD/(gVSS)、250 mgCOD/(gVSS),表明该废水对产酸微生物和产甲烷微生物均呈现出明显的毒性,直接采用厌氧工艺对其进行脱毒难度大。(2)巴豆醛生产废水中的主要特征有机物包括巴豆醛、(E,E)-2,4-己二烯醛、3-(2-甲基-2-丙烯)-5-戊内酯、1,5-二甲基-1-烯-4-羰基-环氧己烷、山梨酸乙酯,其中巴豆醛和(E,E)-2,4-己二烯醛对于SVA毒性的毒性单位(Toxic unit,TU)分别是18.5和9.8,在废水TU(55.6)中的贡献度分别为33.3%、17.6%;巴豆醛和(E,E)-2,4-己二烯醛对于对SMA毒性的TU是16.9和9.4,在废水TU(41.7)中的贡献度分别为40.5%、22.5%。表明巴豆醛和(E,E)-2,4-己二烯醛是该废水中厌氧生物处理毒性的重要来源。(3)臭氧氧化单元的优化工况为接触反应时间180 min、初始pH值3.0、温度35 ~oC、气相臭氧浓度30 mg/L。在此条件下,主要特征有机物巴豆醛、(E,E)-2,4-己二烯醛、3-(2-甲基-2-丙烯)-5-戊内酯、1,5-二甲基-1-烯-4-羰基-环氧己烷和山梨酸乙酯的平均去除率分别为82.9%、96.7%、98.2%、93.8%和74.4%;臭氧氧化后巴豆醛生产废水的SVA毒性和SMA毒性(以TU计)的去除率分别为56.1%、46.8%。表明臭氧单元可有效降低巴豆醛生产废水的厌氧生物处理毒性,但仍需对废水进行进一步脱毒。(4)水解酸化对臭氧氧化出水进行进一步脱毒处理。在进水COD 8640±444 mg/L、水力停留时间(Hydraulic retention time,HRT)24 h、进水pH 8.0的优化工况下,COD平均去除率40.1%,平均酸化度(Acidification degree,AD)28.7%,主要特征有机物平均去除率83.4%以上,SMA毒性(以TU计)去除率为91.8%。表明臭氧氧化-水解酸化组合工艺可削减废水95.5%的SMA毒性,确保后续的生物处理工艺稳定运行。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X78
【图文】：

巴豆醛,生产工艺,生产废水

巴豆醛生产废水生物处理毒性削减工艺研究醛生产废水国内外研究现状豆醛生产废水来源，我国巴豆醛生产企业主要采用乙醛缩合法生产工艺[1]，其工艺流程主要水塔、精馏塔和蒸馏塔组成，如图 1.1。由图可知，巴豆醛的生产过程分为是在碱性条件下，乙醛在缩合塔生成丁醇醛；二是在酸性条件下，丁醇醛成巴豆醛粗品；三是巴豆醛粗品在精馏塔中精馏后得到纯度≥99%的巴豆简图可知，巴豆醛生产废水主要来源于脱水塔、精馏塔和蒸馏塔。

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兰州交通大学硕士学位论文生物处理毒性削减效果，优化臭氧氧化运行工况后巴豆醛生产废水作为研究对象，考察水解酸化，对 OLR、HRT、pH 等工艺参数进行优化，寻线如图 1.2 所示。在巴豆醛生产废水中特诊有机别废水中的毒性有机物；然后通过考察废水中毒减效果，优化臭氧氧化单元运行工况；最后通过毒处理，并优化工艺参数。课题组前期研究成果及文献调研

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