煤化工废水微氧环境移动床生物膜工艺实验研究与调试

发布时间：2020-07-15 22:57

【摘要】：我国特殊的能源结构促使我国必须大力发展现代煤化工产业,然而现代煤化工产业面临高耗水、高污染、煤炭资源与水资源逆向分布等问题。国家环保部(现国家生态环境部)提出“煤化工废水零排放”严厉要求,实现煤化工废水“零排放”是现代煤化工产业可持续发展的必要条件,其关键点和难点是含酚废水的生化处理,含酚废水可生化性低、生物毒性较强,生化处理过程中容易产生大量泡沫。本论文针对这些问题展开研究,主要介绍了微氧环境移动床生物膜工艺在煤化工废水处理中的研究进展。微氧环境移动床生物膜工艺是指控制特定的水力条件,通过向活性污泥系统中投加悬浮填料实现在低溶解氧、高污泥浓度、高污泥龄等参数下去除有机物、同步硝化反硝化脱氮的工艺。本文从粉煤灰资源化利用角度出发,将粉煤灰与粉末活性炭等物质混合制成微氧环境移动床生物膜工艺中的粉煤灰填料,粉煤灰填料密度值1.05g/cm3,比表面积89.2633m2/g,填料表面孔隙发达,富含羟基等官能团,具有很好的吸附性能。在p H值为7、投加量140g/L、搅拌速度为100r/min,粉煤灰填料COD吸附去除率在70%以上。使用热还原再生法对填料再生,新鲜填料对COD和总酚的去除率分别为82%和78%,连续使用10次后对COD和总酚的去除率分别为74%和70%,均降低了8%;总铁、总钙和总铝的最大溶出量分别为0.3mg/L、0.12mg/L、0.19mg/L,元素溶出量相对于填料投加量极低。实验室试验中,投加了粉煤灰填料后,苯酚、对苯二酚和间苯二酚的降解速率分别增加了28.02%、21.47%和19.75%;污泥浓度达到5100mg/L;COD、总酚、氨氮和总氮的去除率分别达到80%、79%、60%和40%。高污泥浓度使得微氧环境移动床生物膜工艺有很强的有机物代谢能力和抗冲击能力,同时微氧环境为同步硝化反硝化脱氮提供了条件。对微生物酶活性及种群结构分析,验证了微氧环境移动床生物膜工艺中微生物活性显著增强,系统的种群结构得到了优化。在微氧环境移动床生物膜工艺中试试验研究与调试中,COD、总酚、氨氮及总氮的去除率分别稳定在70%、50%、50%和30%,污泥浓度为5000mg/L左右。
【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】：2018
【分类号】：X784
【图文】：

填料,粉煤灰,颗粒填料,颗粒

粉煤灰填料颗粒

粉煤灰,填料,扫描电镜图

该装置兼有 EDS 能谱测试功能。图 3-2 粉煤灰填料扫描电镜图（1000 倍）图 3-3 粉煤灰填料扫描电镜图（5000 倍）图 3-2 是粉煤灰填料扩大 1000 倍的扫描电镜图，图 3-3 是粉煤灰填料扩大5000 倍的扫描电镜图，由图可以看出，粉煤灰填料颗粒表面凹凸不平，含有大量孔隙，排列不规则且孔径大小不同；电镜图进一步说明了粉煤灰填料包含有大量微孔，吸附性较好。3.2.4 X 射线衍射本实验通过 XRD 测试分析粉煤灰填料的晶体结构，辐射源为 Cu 靶 Kα 射线，管压 40000V，电流 0.150A

XRD图谱,粉煤灰,填料,XRD图谱

图 3-4 粉煤灰填料 XRD 图谱3.2.5 傅里叶红外光谱FTIR 分析结果显示，粉煤灰填料的傅里叶红外光谱主要有个吸收峰，主峰在1100cm-1附近，是仲醇官能团振动引起的吸收峰，另外一个吸收峰在 3500cm-1附近，是羟基振动引起的吸收峰。此外，在 400~800cm-1间出现连续峰，推测分析

【参考文献】