铁炭微电解—厌氧水解—微藻工艺处理高浓度制药废水

发布时间：2020-10-30 06:13

　　 制药废水有机物含量高、毒性物质多、有机溶媒量大、难生物降解,要使其各项指标达到国家规定排放标准,采用单一的水处理技术难以达到理想的效果。本文针对高浓度制药废水处理过程中的一些问题,采用铁炭微电解-厌氧水解-微藻工艺对高浓度制药废水进行处理研究,使其达到《制药工业水污染排放标准》中化学合成类制药废水排放标准,为寻找一种经济高效的高浓度制药废水处理工艺提供一定的理论依据。本文根据制药废水的来源、危害及特性,采用铁炭微电解技术对高浓度制药废水进行预处理,以提高废水可生化性。通过一系列单因素和正交实验得出铁炭微电解处理制药废水的最佳实验条件:铁炭投加量为600 g/L,废水初始p H为4,混凝p H为9,反应时间为2.5 h,PAM投加量为1 mg/L,曝气量为1.5 ml/min。在此最佳工艺条件下,废水COD去除率达到55%,色度去除率为80%,氨氮和总磷去除率分别达到36%和63%,废水BOD5/COD由0.12提高至0.35,可生化性大幅提高。废水GPC和GC-MS分析发现,废水主要有机成分可分为四类物质:含氮杂环化合物,醚类化合物,酯类化合物和其他有机化合物。其中含氮杂环化合物占整个废水的可扫描物质的64.592%,且大分子结构物质较多,含较多官能团,废水生物可降解性较低。经过铁炭微电解处理后,废水总有机化合物的种类明显减少,含氮杂环化合物中复杂的大分子物质得到了完全降解,所占总物质比例下降。铁炭微电解通过原电池反应、氧化还原等反应,将复杂的大分子有机化合物和有毒有害物质降解,破坏某些复杂官能团如芳香烃、偶氮等对生物降解的限制作用,提高了废水的可生化性。外循环厌氧反应器对预处理后的制药废水进行生化处理,进水p H,水力停留时间和回流比对反应器有机物去除率的影响较大。通过实验得出当进水p H为7,水力停留时间为24h,回流比为3时,反应器有机物去除效果最好,COD去除率可达到85%,废水中大部分有机污染物得到了去除。厌氧出水培养小球藻能有效去除废水中的污染物质,无需添加其他营养物质,在经过10d的培养期就能达到一定的生物积累量,高温灭菌预处理过程可显著提高废水处理效果,对COD、NH3-N、TP的去除率分别达到了88%、91%、83%。整个工艺运行下,出水COD在200mg/L以下,NH3-N在40mg/L以下,TP浓度在2mg/L以下,达到了《化学合成类制药工业水污染排放标准》(GB21904-2008)的排放标准。
【学位单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X787
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 制药废水的来源、水质特点及危害
        1.2.1 制药废水的来源
        1.2.2 制药废水的水质特点
        1.2.3 制药废水的危害
    1.3 制药废水处理技术及研究进展
        1.3.1 物化法
        1.3.2 化学法
        1.3.3 生化法
        1.3.4 其他组合方法
    1.4 铁炭微电解法概述
        1.4.1 铁炭微电解法原理
        1.4.2 微电解在废水中的应用
    1.5 厌氧法概述
        1.5.1 厌氧法基本原理及研究进展
        1.5.2 厌氧生物处理反应器的发展
        1.5.3 外循环厌氧反应器
    1.6 微藻处理废水概述
        1.6.1 微藻在废水中的应用研究
        1.6.2 微藻处理废水中的问题与改进措施
    1.7 研究意义和主要内容
        1.7.1 本研究的意义
        1.7.2 本研究的内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验系统流程与装置
    2.2 实验用水水质
    2.3 分析测试方法与仪器
        2.3.1 各指标测试方法
        2.3.2 微藻生物量测试方法
        2.3.3 实验设备与仪器
        2.3.4 实验所需药品
    2.4 实验主要表征技术
        2.4.1 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析
        2.4.2 凝胶色谱（GPC）分析
第三章 铁炭微电解预处理高浓度制药废水的试验研究
    3.1 反应条件对微电解处理效果的影响
        3.1.1 铁炭投加量对微电解处理效果的影响
        3.1.2 反应时间对微电解处理效果的影响
        3.1.3 初始pH对微电解处理效果的影响
        3.1.4 混凝pH对微电解处理效果的影响
        3.1.5 曝气量对微电解处理效果的影响
        3.1.6 助凝剂PAM投加量对微电解处理效果的影响
    3.2 正交试验结果及分析
        3.2.1 COD去除效果
        3.2.2 色度去除效果
        3.2.3 最佳工艺条件的确定
    3.3 废水凝胶色谱分析
    3.4 废水GCMS分析
    3.5 本章小结
第四章 外循环厌氧反应器处理制药废水的试验研究
    4.1 外循环厌氧反应器的启动
    4.2 外循环厌氧反应器负荷提升期对主要污染物的去除效果
        4.2.1 外循环厌氧反应器对COD的去除效果
        4.2.2 外循环厌氧反应器对氨氮的去除效果
        4.2.3 外循环厌氧反应器对总磷的去除效果
    4.3 不同运行条件对外循环厌氧反应器稳定运行的影响
        4.3.1 进水pH对系统的影响
        4.3.2 水力停留时间对系统的影响
        4.3.3 回流比对系统的影响
    4.4 本章小结
第五章 微藻处理制药废水厌氧出水的试验研究
    5.1 微藻实验用水的准备
    5.2 对比预处理过程对提高微藻处理厌氧出水的促进作用
        5.2.1 对比预处理过程对小球藻生物量的影响
        5.2.2 对比预处理过程对废水中污染物去除的影响
    5.3 厌氧出水培养小球藻对废水中有机物去除情况
        5.3.1 厌氧出水异养小球藻对废水中COD的去除
        5.3.2 厌氧出水异养小球藻对废水中N,P的去除
    5.4 系统的稳定运行
    5.5 本章小结
第六章 总结
    6.1 主要工作回顾
    6.2 本课题今后需进一步研究的地方
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢

【参考文献】

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本文编号：2862111