聚铝污泥回流强化混凝工艺深度处理制药废水效果研究

发布时间：2020-10-31 03:11

　　 近年来,我国制药业蓬勃发展,在带来经济效益的同时,也不可避免的产生了大量制药废水。由于制药废水自身的特点和我国相关排放标准的日趋严格,常规的生化二级处理难以达到排放目标,后续进行深度处理势在必行,而混凝工艺由于其简便有效,经济可行的特点被广泛应用。本文基于几种混凝剂、助凝剂深度处理制药废水的条件和效果,优化了聚铝污泥回流强化混凝工艺的处理条件,探究了絮体特性变化,并讨论了该工艺的经济性和适应性。实验发现,混凝剂加入量、废水pH值和温度对出水COD和SS去除率均有影响,但温度的影响程度较小。同时,投加量的增加还会降低溶液pH值,铝系混凝剂可降低至5.0左右,而铁系混凝剂的降低程度更大,可达3.4左右。在相同条件下,低分子混凝剂FS和AS的处理效果不如高分子混凝剂PFS和PAC,PFS拥有更强的COD去除能力,而PAC去除SS效果更好。搭配助凝剂后,PAM对混凝反应SS去除率的提升最佳,可达11%左右,而粉末活性炭对COD去除率的提升效果更好,为20%~25%。聚铝污泥回流强化混凝工艺有三种形式:聚铝污泥回流工艺、粉末活性炭与聚铝污泥回流搭配工艺和PAM、粉末活性炭与聚铝污泥回流搭配工艺。实验结果显示:聚铝污泥的加入会提高7%~10%的污染物去除率,并且等电点附近出现最佳去除率,印证了主要强化混凝机理是吸附电中和。搭配粉末活性炭后,聚铝污泥回流工艺的有机物去除率进一步提升了11%~30%,而对SS去除率影响不显著,PAM+粉末活性炭+聚铝污泥回流工艺的去除效果是三种工艺里最好的,这主要与粉末活性炭的吸附作用、聚铝污泥和混凝剂的电中和作用、PAM的架桥作用等密不可分。絮体特性变化试验结果显示,聚铝污泥回流工艺的絮体生长速度最快,为124μm/min;粉末活性炭能作为絮体核心,增强絮体的强度;助凝剂PAM可以发挥吸附架桥能力,帮助絮体更好的恢复。另一方面,絮体发生破碎、粒径减小、紧密程度增大等情况时,分形维数均会升高。聚铝污泥回流强化混凝工艺对COD和SS浓度的变化具有较强的适应性,出水水质均能达到国家标准,污染物去除率随浓度的升高均呈现出先增大后减小的趋势。经济性研究表明,虽然PAM+粉末活性炭+聚铝污泥回流工艺的污染物去除效果最好,但是聚铝污泥回流工艺的单位COD去除成本最低,为1.41元/千克。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X787
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 课题研究目的及意义
    1.3 制药废水的来源与特点
        1.3.1 制药废水来源
        1.3.2 制药废水分类及特点
        1.3.3 制药废水排放标准
    1.4 制药废水深度处理技术
        1.4.1 制药废水深度处理技术
        1.4.2 混凝处理技术研究现状
    1.5 课题研究内容及技术路线
        1.5.1 课题研究内容
        1.5.2 课题技术路线
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验用水和用泥
        2.1.2 实验试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验设计方法
        2.2.2 实验测试方法
        2.2.3 混凝实验
第3章 混凝优化及助凝剂选择
    3.1 引言
    3.2 混凝优化
        3.2.1 投加量
        3.2.2 pH值
        3.2.3 温度
    3.3 助凝剂选择
        3.3.1 PAM
        3.3.2 活化硅酸
        3.3.3 粉末活性炭
    3.4 本章小结
第4章 聚铝污泥回流强化混凝工艺优化
    4.1 引言
    4.2 聚铝污泥回流工艺优化
        4.2.1 聚铝污泥投加量对原水水质影响
        4.2.2 聚铝污泥回流工艺
    4.3 粉末活性炭与聚铝污泥搭配工艺效能
        4.3.1 有机物去除效果
        4.3.2 SS去除效果
    4.4 PAM、粉末活性炭与聚铝污泥搭配工艺效能
        4.4.1 响应面试验设计
        4.4.2 COD去除率数学模型分析
        4.4.3 TOC去除率数学模型分析
        4.4.4 SS去除率数学模型分析
    4.5 絮体特性分析
        4.5.1 絮体特性变化实验设计
        4.5.2 絮体的生长过程
        4.5.3 絮体的强度
        4.5.4 絮体的恢复能力
        4.5.5 絮体的分形维数
    4.6 聚铝污泥回流强化混凝工艺的适应性及经济性研究
        4.6.1 适应性研究
        4.6.2 经济性研究
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

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本文编号：2863368