微氧环境活性炭耦合污泥法强化煤化工废水处理研究

发布时间：2020-07-06 07:58

【摘要】：我国能源最基本的特点是“富煤、贫油、少气”,而煤化工产业利用煤炭来生产石油、天然气、烯烃,将极大的改善我国贫油、少气的困境。煤化工产业具有用水量、废水量大和水质复杂,难以处理的特点,对环境危害大。而国家也对煤化工行业提出了废水“零排放”的高要求,然而煤化工废水“零排放”还存在技术、经济等多方面的问题。本文介绍了煤化工废水的水质特点与处理技术现状,针对目前煤化工废水处理技术所面临的一些,论文指出了将活性炭运用于煤化工废水生化处理的技术优越性。该技术是向煤化工废水生化处理的缺氧单元投加活性炭,控制一定的水力条件,活性炭与活性污泥形成活性炭—活性污泥耦合系统,活性炭先吸附污染物质,然后微生物降解活性炭所吸附的污染物,活性炭得到再生,形成吸附—降解的循环过程,提高系统的降解污染物质效能的同时还能改善活性污泥的性状。本研究首先探讨了活性炭对酚类物质的吸附性能以及活性污泥对活性炭的再生。研究结果表明,在粉末炭浓度1.25g/L,酚300mg/L条件下,对酚的去除能达70%以上,粉末炭吸附能力是颗粒炭的2~3倍,粉末炭和颗粒炭对酚的吸附分别符合Freundlich和Langmuir模型,动力学上都是二级动力学。在污泥、酚、煤质粉末炭和煤质颗粒炭浓度分别为6000mg/L、3000mg/L、1.25g/L和3.0g/L,再生时间为48h的条件下,活性污泥对于两种炭的再生率分别为70%与60%左右。开始新周期运行时,耦合系统在3h内对酚类吸附能达到78%左右,之后微生物对酚进行降解。同时采用单因素变量法研究了再生周期、活性炭浓度、污泥浓度、酚浓度、再生时间对再生率的影响。在微氧环境活性炭耦合污泥法强化煤化工废水处理的小试试验中,对比研究粉末炭与颗粒炭分别与污泥耦合以强化煤化工废水处理的效能,在反应器稳定运行阶段,投粉末炭的第一组和投颗粒炭的第二组反应器对COD的去除率分别为81.92%和81.59%,总酚为95.16%和94.77%,氨氮为38.63%和37.50%,总氮为31.56%和30.29%。第一组反应器的降解效能稍好于第二组。反两组反应器接种污泥浓度为4000mg/L,运行到50d左右,两组反应器的污泥浓度分别为6010mg/L和5460mg/L,对污泥进行EPS、粒径、高通量分析,发现粉末炭对污泥性状与微生物种群具有更明显的优化作用。在微氧环境活性炭耦合污泥法强化煤化工废水处理的中试试验中,对投加粉末炭对煤化工废水处理的强化进行研究。在稳定运行阶段,COD、总酚、氨氮出水浓度分别为15mg/L、12.07mg/L、4.45mg/L,去除率分别为86.84%、93.5%、90.87%。高通量分析显示对比接种污泥,污泥中降解煤化工废水的微生物种群得到强化。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X784
【图文】：

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 2 章 实验材料与方法2.1 实验材料2.1.1 实验装置（1）小试实验装置与接种污泥小试实验装置如图 2-1 与图 2-2 所示，采用圆柱 MBBR 反应器，材质玻璃。共两组，每组反应器的尺寸与进出水的方式相同，反应器内径为 2540cm，有效体积 6L ，沉淀池尺寸为内径 10cm， 高 20cm 。采用蠕动泵进进水从反应器底部进入，混合液从反应器的 2/3 处排出，上部澄清液排出，蠕动泵从沉淀池底部回流到反应器。接种污泥来自中试自义马中试现场的浓池沉淀区污泥和 EC 厌氧单元污泥，MLSS 分别为 25.0g/L 和 12.0g/L。

试实验装置与接种污泥验装置如图 2-1 与图 2-2 所示，采用圆柱 MBBR 反应组，每组反应器的尺寸与进出水的方式相同，反应器内体积 6L ，沉淀池尺寸为内径 10cm， 高 20cm 。采用器底部进入，混合液从反应器的 2/3 处排出，上部澄清淀池底部回流到反应器。接种污泥来自中试自义马中污泥和 EC 厌氧单元污泥，MLSS 分别为 25.0g/L 和 1图 2-1 实验装置设计图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文径 1.2m，有效水深 7.25m，有效体积 8.2m3，从反应器底部泵入进水，经配水器水，顶部出水，水经循环泵通过循环管路回到反应器底部，完成循环过程，外循使得内部水流上升流速加快从而提高传质速度，沉淀池与生物增浓池合建；生物浓反应器为多廊道结构，反应区与沉淀区合建，沉淀区位于廊道的中心，反应器 3.2m，宽 1.8m，高 2.75m，有效水深 1.75m。A/O 池分为一个缺氧廊道和 3 个氧廊道，总长 3.2 米，宽 1.8m，有效水深 1.9m，放映区与沉淀池合建。调节池废水经混凝池、气浮池、微电流配水井后依次进入 EC 外循环、BE 生物增浓、/O 等单元。接种的污泥来自自义马气化厂污水处理厂的二沉池污泥，MLSS 为500~3000mg/L，污泥沉降比为 75%左右。

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本文编号：2743371