SBR工艺处理煤制油废水试验研究

发布时间：2016-12-16 19:33

  本文关键词：EGSB-SBR工艺处理煤制油废水试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《清华大学》 2015年

EGSB-SBR工艺处理煤制油废水试验研究

伍金伟  

【摘要】：煤制油企业耗水量大,且多分布在缺水地区。近年来,随着煤制油产业的快速发展,煤制油企业的用水和废水处理问题日益凸显。为解决煤制油废水处理难度大,处理效果差等问题,本论文通过对典型煤制油废水的水质分析,设计了一套有针对性的废水处理工艺,并对关键工艺单元进行试验研究,确定工艺参数。针对COD浓度高的合成废水,利用EGSB厌氧生物处理工艺对其进行处理,将废水中的有机物以沼气的形式进行能源回收;针对COD浓度较低的气化废水,经物化预处理后,与合成废水厌氧出水一同进入SBR好氧生物处理单元进行处理。试验结果表明,两级EGSB反应器可有效去除合成废水中的有机物。进水碱度和容积负荷是决定EGSB反应器能否启动成功的重要因素。在进水COD浓度小于16000mg/L时,需用NaOH和NaHCO3将进水的碱度调节至2000 mg/L以上;当进水COD浓度大于16000 mg/L时,无需再添加NaHCO3。过高的容积负荷容易导致反应器的酸化,在反应器的启动期容积负荷应控制在29 kgCOD/(m3?d)以下。通过参数优化试验得到EGSB反应器的运行参数:进水pH值4.8~5.0,进水碱度1200~2200 mg/L,HRT为37 h,容积负荷26.5 kgCOD/(m3?d),COD:N:P比值500:5:1,上升流速为2 m/h,并向进水中添加适量的微量元素。通过两级EGSB反应器的处理,可将合成废水的COD浓度从40800 mg/L降至600 mg/L以下,去除率大于98%,产气率最高可达420L/kgCOD。合成废水厌氧出水和气化废水均为难生化处理废水,SBR工艺对二者1:1的混合废水的COD去除率仅为40.3%。通过向混合废水中添加合成废水原水,可有效提高SBR反应器对混合废水的COD去除率。向每升废水中投加35 mL的合成废水原水时,SBR反应器出水COD浓度为203 mg/L,去除率为89.6%。参数优化试验结果表明用两级SBR反应器处理混合废水,运行工况为:一个周期为12 h,进水5 min,缺氧3 h,好氧8 h,静置沉淀50 min,出水5 min,排水比为1/3,HRT为36 h(其中缺氧9 h、好氧24 h)。经处理,平均出水COD浓度为94 mg/L,NH3-N浓度为0.8 mg/L,TN浓度为14 mg/L,TP浓度为0.93 mg/L。通过Fenton工艺可将好氧出水COD浓度控制在30 mg/L以下,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。

【关键词】：
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X784
【目录】：

摘要3-4

Abstract4-9

第1章绪论9-29

1.1 研究背景9-10

1.2 煤制油技术发展现状10-15

1.2.1 直接液化技术10-11

1.2.2 间接液化技术11-14

1.2.3 我国煤制油产业发展现状14-15

1.3 煤制油废水特点15-16

1.4 煤制油废水处理技术研究现状16-25

1.4.1 一级物化处理工艺16-17

1.4.2 二级生化处理工艺17-23

1.4.3 三级深度处理工艺23-25

1.5 研究目的与研究内容25-29

1.5.1 工艺路线确定25-26

1.5.2 研究目的26-27

1.5.3 研究内容27

1.5.4 技术路线27-29

第2章两级EGSB反应器处理合成废水启动研究29-50

2.1 材料与方法29-33

2.1.1 试验装置与接种污泥29-30

2.1.2 试验方法30-32

2.1.3 分析方法32-33

2.2 EGSB反应器预启动研究33-37

2.2.1 EGSB反应器预启动阶段COD去除效果33-34

2.2.2 EGSB反应器预启动阶段产气效果34-35

2.2.3 EGSB反应器预启动阶段EC值变化情况35

2.2.4 EGSB反应器预启动阶段pH与碱度变化情况35-37

2.3 EGSB反应器启动阶段进水碱度控制研究37-41

2.3.1 EGSB反应器进水碱度控制阶段COD去除效果37-38

2.3.2 EGSB反应器进水碱度控制阶段产气效果38-39

2.3.3 EGSB反应器进水碱度控制阶段pH与碱度变化情况39-40

2.3.4 EGSB反应器进水碱度控制阶段容积负荷变化情况40-41

2.4 EGSB反应器启动阶段进水pH控制研究41-45

2.4.1 EGSB反应器进水pH控制阶段COD去除效果41-42

2.4.2 EGSB反应器进水pH控制阶段产气效果42-43

2.4.3 EGSB反应器进水pH控制阶段pH与碱度变化情况43-44

2.4.4 EGSB反应器进水pH控制阶段容积负荷变化情况44-45

2.5 EGSB反应器启动阶段容积负荷控制研究45-49

2.5.1 EGSB反应器容积负荷控制阶段COD去除效果45-46

2.5.2 EGSB反应器容积负荷控制阶段容积负荷变化情况46

2.5.3 EGSB反应器容积负荷控制阶段产气效果46-47

2.5.4 EGSB反应器容积负荷控制控制阶段pH与碱度变化情况47-49

2.6 本章小结49-50

第3章两级EGSB反应器处理合成废水参数优化研究50-71

3.1 材料与方法50-51

3.2 进水pH（碱度）对EGSB反应器运行效果影响51-56

3.2.1 进水pH对COD去除效果影响51-52

3.2.2 进水pH对产气的影响52-53

3.2.3 进水pH对出水pH和碱度影响53-54

3.2.4 进水pH对出水EC的影响54-56

3.3 HRT对EGSB反应器运行效果影响56-59

3.3.1 HRT对COD去除效果影响56-57

3.3.2 HRT对产气的影响57-58

3.3.3 HRT对出水pH和碱度影响58-59

3.3.4 HRT对出水EC的影响59

3.4 COD:N:P对EGSB反应器运行效果影响59-62

3.4.1 COD:N:P对COD去除效果影响60

3.4.2 COD:N:P对产气的影响60-62

3.5 微量元素对EGSB反应器运行效果影响62-64

3.5.1 微量元素添加对COD去除效果影响62-63

3.5.2 微量元素添加对产气的影响63-64

3.6 EGSB反应器酸化快速恢复方法研究64-69

3.6.1 EGSB反应器碱度产生情况64-66

3.6.2 EGSB反应器的酸化快速恢复方法66-67

3.6.3 二级回流对EGSB反应器的酸化快速恢复效果研究67-69

3.7 本章小结69-71

第4章合成废水厌氧出水与气化废水好氧处理研究71-94

4.1 材料与方法71-73

4.1.1 试验装置与接种污泥71-72

4.1.2 试验方法72-73

4.1.3 分析方法73

4.2 合成废水厌氧出水与气化废水的好氧生物可降解探究73-76

4.2.1 SBR反应器处理合成废水厌氧出水效果探究73-74

4.2.2 SBR反应器处理气化废水效果探究74-75

4.2.3 SBR反应器处理混合废水效果探究75-76

4.3 合成废水投加量对SBR反应器处理混合废水的效果影响76-79

4.3.1 合成废水投加量对SBR反应器COD去除效果影响76-77

4.3.2 合成废水投加量对SBR反应器NH3-N去除效果影响77

4.3.3 合成废水投加量对SBR反应器TN去除效果影响77-78

4.3.4 合成废水投加量对SBR反应器TP去除效果影响78-79

4.4 停留时间对SBR反应器处理混合废水的效果影响79-87

4.4.1 缺氧停留时间的增加对SBR反应器处理效果影响79-82

4.4.2 缺氧与好氧停留时间的增加对SBR反应器处理效果影响82-85

4.4.3 两级SBR反应器对混合废水的处理研究85-87

4.5 混合废水好氧出水深度处理工艺探究87-92

4.5.1 深度处理工艺比选87-90

4.5.2 Fenton法处理混合废水参数优化研究90-92

4.6 本章小结92-94

第5章结论与建议94-97

5.1 结论94-95

5.2 建议95-97

参考文献97-101

致谢101-103

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果103

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