腈纶废水生物强化处理研究

发布时间：2017-09-13 17:13

  本文关键词：腈纶废水生物强化处理研究

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【摘要】：我国腈纶年产量已占世界总产量33%而荣列全球第一,由此产生的废水已经成为国内外水处理行业中的一个重要研究对象。腈纶废水中有机污染物浓度极高,N/C高及高含量的毒性污染物导致的可生化性极差。其主要的有机污染物是酚类,醇及有机腈类,而聚合单元所产生的大量聚合物粉末是影响废水生化处理的重要根源。本论文研究的对象为腈纶生产聚合单元废水中的聚合物粉末对生化处理的影响。对于聚合物粉末的研究很少,也没有开发出相对成熟的工艺。聚合物粉末的形成因素很多,其存在于废水中,前期预处理不能有效沉降,随废水进入后续生化处理单元,包裹微生物群落,堵塞生物膜系统,致使出水CODCr和氨氮浓度过高,不能达标排放,无形中增加处理成本。本论文的思路基于通过对腈纶废水中混合污染物质的理论生物降解性能的研究,利用切割分子量超滤膜测定不同指标在不同工序中分子量分布特征,了解腈纶废水中有机物在不同分子量区间的分布特性,继而采用不同生化技术强化腈纶废水生化处理中的聚合物粉末的去除,本论文采用的生物强化技术是在生物海绵铁体系中比较三种不同价态的铁体系的生化处理效果;利用外加碳源,以共代谢形式强化生化处理效果。为课题提供理论依据,为工程改造提供技术支持,并给高浓度难生化有机废水治理提供了参考依据。研究得出以下结论:(1)有机物结构影响生物降解性能的原因主要有:空间阻碍;毒性抑制;增加反应步数;有机物的生物可利用性;有机物生物降解性的研究方法主要有非特异性参数;生物降解动力学常数;被测物质的去除率。(2)腈纶废水中聚合物粉末的含量越高,CODCr值越大,过多的聚合物粉末加入导致难溶的低聚物漂浮水中,对于CODcr的去除和氨氮产生了极大的影响。(3)腈纶废水在聚合和回收单元以及生化反应过程中,不同分子量分布区间上的有机物在相互转化,各单元对不同分子量的有机污染物有不同的去除效果,出水CODcr不稳定。(4)进水负荷不同,各反应器出水CODcr浓度呈现同一规律,即CODcr出水浓度从小到大依次是换水比50%75%25%。4个反应器在不同进水负荷条件下进行比较,2#反应器处理效果最好,各进水负荷下CODcr和氨氮出水浓度分别是300.6mg/L、268.7mg/L、315.6 mg/L和10.0mg/L、2.2 mg/L、0.8 mg/L,去除率分别是55.74%、68.53%、63.18%和91.96%、98.05%、99.26%。(5)一级反应动力学常数线性回归方程:y=-0.0436x-0.1712,回归相关系数R=0.88,说明试验条件下CODcr降解过程可较好地服从一级反应动力学关系式。求得反应动力学常数K1=0.0436h-1,Ct(t=24)=325mg/L。(6)在HRT为48h周期内,CODcr在10h内即可基本降解完成,期间产生部分氨氮,待CODcr基本降解完成后才开始降解氨氮,28h左右氨氮基本降解完成;氨氮降解过程中,亚硝酸盐氮上升,在氨氮降解基本完成后,亚硝酸盐氮开始快速下降,硝酸盐氮开始上升,由于溶解氧量较高,反硝化作用较弱,硝酸盐氮积累较多;总氮含量变化不大,较难去除;经过24h的水解酸化,有利于加快后续好氧阶段的脱氮速度,但对脱氮效果无明显改善。(7)腈纶废水与黏胶废水混合后的处理效果要明显好于单独处理效果;依据厂区内二污水和三污水水量比例和效果对比试验,可选择3:1混合进行处理,以达到节省投资的效果。
【关键词】：腈纶废水 聚合物粉末 分子量 生物海绵体 强化研究
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X783.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 腈纶生产及发展历程12-15
• 1.2.1 腈纶简介12
• 1.2.2 国内外腈纶生产工艺及发展历程12-15
• 1.3 腈纶废水概述15-18
• 1.3.1 腈纶废水的来源及特点15-16
• 1.3.2 腈纶废水的水质16
• 1.3.3 吉林奇峰化纤污水厂处理工艺现状16-17
• 1.3.4 腈纶废水的危害及存在的问题17-18
• 1.4 本课题研究的目的意义及内容18-20
• 1.4.1 课题来源18
• 1.4.2 研究内容及意义18-19
• 1.4.3 技术路线19-20
• 2 腈纶废水有机物生物降解特性理论研究20-23
• 2.1 溶解度20
• 2.2 有机物的结构对生物降解性能的影响原因20-21
• 2.3 有机物的微生物降解特性的研究方法21-22
• 2.4 有机物生物降解特性的影响因素22
• 2.4.1 量子生物学中的酶作用22
• 2.4.2 有机污染物生物降解性的影响因素22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 腈纶废水中有机污染物分子量分布特性研究23-30
• 3.1 实验目的23
• 3.2 实验方法23-24
• 3.3 试验结果及讨论24-27
• 3.3.1 聚合单元废水中有机污染物分子量分布情况24-26
• 3.3.2 腈纶废水处理单元中有机污染物分子量分布情况26-27
• 3.4 本章小结27-30
• 4 生物海绵铁及铁盐强化实验研究30-50
• 4.1 试验目的30
• 4.2 试验材料与方法30-33
• 4.2.1 试验材料30-32
• 4.2.2 试验方法32-33
• 4.3 试验装置及测定方法33-34
• 4.3.1 试验装置33-34
• 4.3.2 试验测定项目及方法34
• 4.4 试验结果及讨论34-48
• 4.4.1 不同价态铁对CODcr和氨氮以及总氮去除效果的影响34-37
• 4.4.2 不同进水负荷条件下CODcr及氨氮处理效果37-39
• 4.4.3 50%换水比条件下一周期降解曲线39-46
• 4.4.4 SBBR反应器的动力学常数的确定46-47
• 4.4.5 各反应器污泥及载体扫描电镜对比实验47-48
• 4.5 本章小结48-50
• 5 外加碳源强化腈纶废水生化效果试验50-60
• 5.1 试验目的50
• 5.2 试验材料方法50-51
• 5.3 试验装置51
• 5.4 试验结果及讨论51-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6 外加碳源中试验证性试验60-67
• 6.1 试验材料60
• 6.2 试验装置60
• 6.3 试验方法60-61
• 6.4 试验水质与分析方法61
• 6.5 试验结果与讨论61-66
• 6.5.1 DO的影响61-62
• 6.5.2 碱度的影响62-63
• 6.5.3 混合比的影响63-64
• 6.5.4 水力停留时间的影响64-65
• 6.5.5 单独处理与混合处理对比研究65-66
• 6.6 本章小结66-67
• 结论67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-73
• 攻读学位期间的研究成果73

【参考文献】

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本文编号：844964