活性炭催化臭氧深度处理发酵废水与现场成套中试装置除污染效能研究

发布时间：2017-05-13 12:09

  本文关键词：活性炭催化臭氧深度处理发酵废水与现场成套中试装置除污染效能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：食品酵母发酵废水经过厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)-好氧膜生物反应器(MBR)组合工艺处理后,COD、TOC、UV254及色度依然较高,且可生化性较差,需要进一步深度处理。本研究以食品酵母发酵废水经EGSB-好氧MBR处理后的出水(E-MA/O出水)为研究对象,以COD、TOC、UV254及色度的去除效能为主要指标,考察了活性炭(AC)催化臭氧氧化工艺对E-MA/O出水深度处理效能及主要影响因素；另外,采用紫外-可见全波长扫描、FT-IR、三维荧光光谱(3DEEM)及气相色谱-质谱(GC-MS)联用方法,对AC/O3工艺处理前后二级生化出水中有机物的降解情况进行了分析。在小试实验的基础上,对成套工艺(EGSB-缺氧/好氧MBBR-O3氧化-好氧MBBR组合工艺)进行现场中试试验研究,考察了该工艺对食品酵母发酵废水的实际处理效能。试验结果表明,AC对有机物的吸附能力较差,对废水中COD、TOC、UV254和色度的吸附去除率分别为10.6%、8.9%、14.0%和12.0%；AC催化臭氧氧化工艺对有机物的去除效率明显优于单独臭氧氧化,尤其在反应初期(0-10 min)较为明显,当接触反应10 min时,废水中COD、TOC、UV254和色度的去除率比单独臭氧氧化分别提高了16.4%、8.5%、9.4%和10.6%；当接触反应时间为30 min时,AC催化臭氧氧化工艺对废水中COD、TOC、UV254和色度的去除率分别达到了57.0%、31.2%、83.5%和95.0%,BOD5/COD值由0.113提高至0.389,说明废水的可生化性明显提高；AC/03工艺深度处理食品酵母发酵废水的影响因素实验结果表明,最佳臭氧投量为10.14 mg/L,反应体系中最佳pH值为7,AC的最佳投加量为1.0g/L。试验过程中,考察了污泥基活性炭(SAC)的催化性能,结果发现SAC的催化性能与商品AC相差不大。AC催化臭氧氧化去除有机污染物的反应在(0-2)、(2-10)和(10～30)min的时段内,均为一级动力学反应,且反应速率逐渐降低。光谱及GC-MS分析结果表明,AC催化臭氧氧化工艺对废水中芳香族化合物、具有共轭双键的有机物及色度具有良好的去除效果；并且对废水中酸类、醇类、醛类等有机物有较好的降解、转化或去除效果。此外,AC/03工艺可以使以烷烃、卤代烃、醇类、酯类和酮类为主的大分子有机物转化成以烷烃、酯类为主的小分子有机物。在小试实验的基础上,开展现场成套中试装置的启动和连续运行试验。初步的试验结果表明,该现场中试装置在20 d后稳定运行,EGSB、缺氧／好氧MBBR系统及03/好氧MBBR深度处理系统在启动阶段COD的去除率逐渐上升,启动完成后分别维持在60%、28%及38%左右,并且整套工艺对COD的去除率基本维持在80%左右。提高进水负荷阶段(20～47 d),有机负荷由0.75 kgCOD/(m3·d)提高至1.25kgCOD/(m3·d), COD的去除率提高至90%左右。
【关键词】：活性炭 催化臭氧氧化 深度处理 食品酵母发酵废水 现场试验
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X792
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 课题来源与研究背景10-11
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 课题研究背景10-11
• 1.1.3 国内发酵废水排放标准11
• 1.2 发酵废水处理现状11-14
• 1.2.1 厌氧生物处理技术11-12
• 1.2.2 好氧生物处理技术12
• 1.2.3 厌氧与好氧联合生物处理技术12-13
• 1.2.4 发酵废水深度处理技术概述13-14
• 1.3 催化臭氧氧化技术研究进展14-16
• 1.3.1 均相与非均相催化臭氧氧化技术14-15
• 1.3.2 活性炭催化臭氧氧化技术15
• 1.3.3 污泥基活性炭(SAC)催化臭氧氧化技术15-16
• 1.4 课题研究的目的、意义及主要内容16-18
• 1.4.1 课题研究的目的、意义16
• 1.4.2 课题主要研究内容16-17
• 1.4.3 技术路线17-18
• 2 实验材料与方法18-27
• 2.1 实验试剂及仪器18-19
• 2.1.1 实验试剂18
• 2.1.2 实验仪器18-19
• 2.2 进水水质及接种污泥19-20
• 2.3 催化剂的特性20-21
• 2.4 实验方法21-24
• 2.4.1 AC催化臭氧氧化工艺深度处理食品酵母发酵废水21-22
• 2.4.2 现场成套中试装置对食品酵母发酵废水的效能研究22-24
• 2.5 分析方法24-27
• 2.5.1 常规水质指标分析24
• 2.5.2 臭氧浓度的测定24-25
• 2.5.3 有机物的光谱及GC-MS分析25-26
• 2.5.4 废水中挥发性脂肪酸(VFAs)的测定26-27
• 3 AC催化臭氧深度处理食品酵母发酵废水效能研究27-39
• 3.1 AC/O_3工艺对有机物去除效能与废水可生化性变化27-31
• 3.1.1 AC/O_3工艺对有机物去除效能27-28
• 3.1.2 臭氧消耗量与COD去除效果28-30
• 3.1.3 AC/O_3工艺对废水可生化性的影响30-31
• 3.2 AC/O_3工艺深度处理发酵废水的影响因素研究31-35
• 3.2.1 不同臭氧浓度对有机物降解效能的影响31-32
• 3.2.2 不同AC投加量对有机物降解效能的影响32-33
• 3.2.3 不同pH值对有机物降解效能的影响33-34
• 3.2.4 不同种类活性炭对有机物降解效能的影响34-35
• 3.3 AC/O_3工艺深度处理发酵废水的动力学研究35-37
• 3.4 AC催化臭氧与生物技术联合处理效能研究37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 AC/O_3工艺对二级生化出水中有机物的去除特性探究39-48
• 4.1 AC催化臭氧氧化前后有机物紫外-可见全波长扫描39-40
• 4.2 AC催化臭氧氧化前后有机物变化的红外光谱分析40-41
• 4.3 AC催化臭氧氧化前后有机物变化的三维荧光光谱分析41-43
• 4.4 AC催化臭氧氧化前后有机物变化的气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析43-46
• 4.5 本章小结46-48
• 5 中试试验装置设计及其对发酵废水除污染效能研究48-64
• 5.1 食品酵母发酵废水现场中试装置设计48-55
• 5.1.1 现场中试规模48
• 5.1.2 现场中试试验装置设计48-55
• 5.2 食品酵母发酵废水现场中试试验的启动55
• 5.3 各反应器中污泥浓度变化情况55-56
• 5.4 现场中试试验装置对发酵废水除污染效能研究56-63
• 5.4.1 EGSB除污染效能研究56-59
• 5.4.2 缺氧/好氧MBBR系统运行效能研究59-60
• 5.4.3 O_3/好氧MBBR深度处理食品酵母发酵废水60-61
• 5.4.4 成套中试试验装置对发酵废水中COD的去除效能61-63
• 5.5 中试试验调试运行阶段出现的问题63
• 5.6 本章小结63-64
• 6 结论与建议64-65
• 6.1 结论64
• 6.2 建议64-65
• 参考文献65-70
• 个人简介70-71
• 导师简介71-72
• 获得成果目录清单72-73
• 致谢73-74
• 附图74-81

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