强化除磷BAF-臭氧组合工艺深度处理石化废水二级出水研究

发布时间：2017-08-28 01:22

  本文关键词：强化除磷BAF-臭氧组合工艺深度处理石化废水二级出水研究

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【摘要】：石油化工废水有机物含量高,处理难度大,经传统生化工艺处理后的二级出水中仍然含有大量难降解有机物,同时废水中磷的浓度普遍超标。环境保护部在2015年颁布了石油化工行业新的排放标准,提高COD的排放限值到50mg/L以下。在此大环境的要求下,我国许多石化综合污水处理厂亟需对石化二级出水进行深度处理,满足新的排标准,减少有机物和氮、磷营养元素的排放,减轻环境的负荷。本文采用强化除磷BAF-臭氧组合工艺深度处理石化二级出水,研究了不同量的FeSO4.7H2O对BAF小试反应器对除磷、脱氮和对微生物活性的影响；考察了运行参数对有机物和营养物质去除效果研究,考察了不同滤层高度有机物和营养物质变化情况,BAF进出水采用三维荧光光谱对有机物的变化情况进行了考察；洗优化了反冲洗强度参数；强化除磷BAF-臭氧组合工艺深度处理石化二级出水进行了优化研究。实验结果表明：1、当FeS04的投量为9mg/L时,TP的去除率为51.7%,未投加药剂的去除率仅为12.4%；COD的去除率提高了4.1%,FeSO4.7H2O的投量不高于9mg/L时能提高氨氮的去除效率,投加药剂造成的微环境缺氧对TN的去除有利；投加亚铁盐后微生物的量减少,活性增强,亚铁盐的投量在12mg/L时表现出对SOUR的抑制作用,再进一步增大投量至15mg/L时表现出对脱氢酶活性的抑制。2、当HRT为3h,气水比为3：1时,COD、氨氮、]TN、TP、SS的去除率效率最大,分别为18.43%、70%、15.64%、49.71%、48.64%,BOD5的去除率为70.29%；滤层的高度为95cm时,COD、氨氮、TP、SS的去除效率最高；BAF对荧光类有机物去除效果不明显。3、水洗强度为6 L/(m2·s),气洗强度为12 L/(m2·s)是本研究采用强化除磷BAF中试反应器的最优反冲洗强度,反冲洗排水中SS的峰值在3min时达到峰值,该最终反冲洗排水中SS的浓度为50 mg/L,反冲洗排水中泥的呼吸速率为05mg/(mg·h),距离进水口1.3和2.2 m处的微生物量分别损失了4.4%和5.3%；提高气洗强度会造成微生物的量损失增大,且对后期的恢复有较大影响,而气洗强度减小则会冲洗不彻底。反冲洗后COD和NH4+-N的去除能力有一定下降,但很快去除能力得以恢复,并且随着运行的继续慢慢下降。4、中试研究表明,当臭氧投量为10mg/L时,COD的平均去除率达到了38.03%,出水COD达到35.54mg/L,TOC的去除率为11.45%；TP的浓度从0.47mg/L降低到0.094mg/L UV254从0.65下降到了0.167；出水色度均在25以下,含氮有机物经臭氧氧化变成NH4+-N造成了氨氮浓度有一定升高,但是不影响出水达标排放。5、BAF单元出水中Fe2+对后续臭氧氧化单元有促进作用,COD的平均去除率为39.59%,臭氧出水的浓度为38.62mg/L,而未投加FeSO4的COD去除率为20.75%,UV254平均下降了0.549,而未投加FeSO4的UV254的平均下降了0.406,且投加FeSO4对色度的去除也有一定的效果。经臭氧氧化后,荧光类物质明显减少,一部分有机物矿化成了CO2和H2O,各相对分子质量的物质的量均有很大程度的减少。
【关键词】：曝气生物滤池 石化二级出水 强化除磷 反冲洗 臭氧氧化
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X78
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-27
• 1.1 课题背景14-15
• 1.1.1 石化废水简介14
• 1.1.2 石化废水的危害14-15
• 1.2 石化废水深度处理现状15-18
• 1.2.1 物化法15-16
• 1.2.2 高级氧化法16-18
• 1.2.3 生物法18
• 1.3 曝气生物滤池工艺简介18-20
• 1.3.1 BAF滤池工作原理19
• 1.3.2 BAF的工艺特点19-20
• 1.4 BAF的除磷现状及分析20-22
• 1.4.1 生物除磷机理21
• 1.4.2 化学除磷机理21-22
• 1.4.3 生物除磷与化学除磷的比较22
• 1.5 臭氧氧化技术及其研究进展22-25
• 1.5.1 臭氧氧化机理22-23
• 1.5.2 臭氧催化氧化技术23-24
• 1.5.3 臭氧在水处理中的应用24-25
• 1.6 研究目的与内容25-26
• 1.6.1 研究目的与意义25
• 1.6.2 研究内容25-26
• 1.7 技术路线26-27
• 第2章 实验材料与方法27-35
• 2.1 实验装置27-29
• 2.1.1 强化除磷曝气生物滤池小试装置27-28
• 2.1.2 强化除磷中试BAF-臭氧组合装置28-29
• 2.2 废水水质29
• 2.3 分析方法29-35
• 2.3.1 常规指标测试方法29-30
• 2.3.2 石化废水SS的测定30-31
• 2.3.3 特殊测试指标及测定方法31-35
• 第3章 强化除磷BAF小试试验研究35-44
• 3.1 投加FeSO_4·7H_20对BAF除磷效果的影响35-36
• 3.2 投加FeSO_4·7H_2O对BAF运行效果的影响36-39
• 3.2.1 对COD、TOC去除的影响36-38
• 3.2.2 对NH_4~+-N、TN去除的影响38-39
• 3.3 投加FeSO_4·7H_2O对BAF不同高度微生物量及活性的影响39-42
• 3.3.1 不同高度微生物量的差异39-40
• 3.3.2 不同高度脱氢酶活性的差异40-41
• 3.3.3 不同高度生物膜呼吸速率的差异41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 BAF中试反应器运行与优化研究44-62
• 4.1 BAF启动研究44-48
• 4.1.1 BAF启动阶段COD的变化情况44-45
• 4.1.2 BAF启动阶段氨氮的变化情况45-46
• 4.1.3 BAF启动阶段TP的变化情况46-47
• 4.1.4 BAF启动阶段SS的变化情况47
• 4.1.5 BAF中试反应器反冲洗周期确定47-48
• 4.2 水力负荷对强化除磷BAF中试反应器运行效果的影响48-52
• 4.2.1 停留时间对强化除磷BAF中试反应器COD去除的影响48-49
• 4.2.2 停留时间对强化除磷BAF中试反应器氨氮去除的影响49-50
• 4.2.3 停留时间对强化除磷BAF中试反应器TN去除的影响50
• 4.2.4 停留时间对强化除磷BAF中试反应器TP去除的影响50-51
• 4.2.5 停留时间对强化除磷BAF中试反应器SS去除的影响51-52
• 4.2.6 停留时间对强化除磷BAF中试反应器BOD_5的影响52
• 4.3 气水比对强化除磷BAF中试反应器运行效果的影响52-55
• 4.3.1 气水比对强化除磷BAF中试反应器COD去除的影响53
• 4.3.2 气水比对强化除磷BAF中试反应器氨氮去除的影响53-54
• 4.3.3 气水比对强化除磷BAF中试反应器SS去除的影响54-55
• 4.4 强化除磷BAF最佳运行条件下水质指标沿程变化情况55-58
• 4.4.1 COD的变化与滤料层高度的关系55-56
• 4.4.2 氨氮的变化与滤料层高度的关系56-57
• 4.4.3 TP的变化与滤料层高度的关系57
• 4.4.4 SS的变化与滤料层高度的关系57-58
• 4.5 强化除磷BAF稳定阶段进出水三维荧光光谱分析58-59
• 4.6 BAF填料表面微生物形态59-60
• 4.7 本章小结60-62
• 第5章 强化除磷BAF中试反应器反冲洗优化研究62-70
• 5.1 实验设计62-63
• 5.2 反冲洗泥量的变化63-64
• 5.3 反冲洗排水中污泥的SOUR64
• 5.4 反冲洗过程中BAF内微生物量和活性的变化64-66
• 5.5 不同工况下BAF处理效能的恢复66-68
• 5.6 本章小结68-70
• 第6章 强化除磷BAF-臭氧组合工艺处理石化二级出水的研究70-80
• 6.1 强化除磷BAF-臭氧组合工艺处理石化二级出水的研究70-74
• 6.1.1 去除COD的比较70-71
• 6.1.2 臭氧投量对TOC去除的影响71-72
• 6.1.3 臭氧投量对NH_4~+-N去除的影响72
• 6.1.4 臭氧投量对TP的影响72-73
• 6.1.5 臭氧投量对UV_(254)去除的影响73-74
• 6.1.6 臭氧投量对色度去除的影响74
• 6.2 加铁与不加铁对臭氧氧化效果的研究74-77
• 6.2.1 BAF进出水中铁离子变化情况74-75
• 6.2.2 加铁与不加铁对COD去除效果的影响75-76
• 6.2.3 加铁与不加铁对UV_(254)去除效果的影响76
• 6.2.4 加铁与不加铁对色度去除效果的影响76-77
• 6.3 强化除磷BAF—臭氧组合工艺臭氧进出水三维荧光光谱分析77-78
• 6.4 强化除磷BAF—臭氧组合工艺臭氧进出水分子量的分布78
• 6.5 本章小结78-80
• 结论80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-93
• 攻读学位期间的研究成果93

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