鸟粪石沉淀法与MBR结合工艺处理发酵沼液的研究

发布时间：2017-09-20 10:22

  本文关键词：鸟粪石沉淀法与MBR结合工艺处理发酵沼液的研究

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【摘要】：发酵沼液是一种难处理的畜禽粪便发酵废液,由于产量较大,无法全部应用于农业,故需对其治理,达标排放。本文采用鸟粪石沉淀法-厌氧-膜生物反应器(MBR)-Fenton氧化组合工艺对发酵沼液进行处理,并且对各工艺单元及联合运行分别进行了研究。在沉淀单元,通过单因素实验、正交实验和响应面实验确定鸟粪石沉淀法最优实验条件。研究了pH值、药剂摩尔配比、反应时间和搅拌转速对鸟粪石沉淀法预处理发酵沼液中的NH3-N的影响效果。通过单因素实验确定pH=10.5,n(Mg2+):n(NH4+):聆(P043-)=1.3：1：1.1,反应时间为20 min,静置10 min,转速为300 r/min时,NH3-N去除率最高达75.79%。此时,TP的去除率为97.95%,余磷量为1.8 mg/L。正交实验结果表明,pH=10.5, n(Mg2+):n(PO43-):n(NH4+)=1.3:1.15:1, NH3-N去除率最高可达74.30%。响应面实验结果表明,pH=10.57, n(Mg2+):n(NH4+):n(PO43-)=1.27:1:1.12时,NH3-N去除率达到75.81%,进一步优化了反应条件。在厌氧生物单元,研究了反应时间、初始pH值和反应温度三个因素对发酵沼液中COD处理效果的影响,并进一步确定了厌氧法的最适工艺条件,结果表明：反应温度在30℃-35-C之间,沼液初始pH值为7-8之间,MLSS为4000 mg/L-5000 mg/L之间,水力停留时间(HRT)为48 h。厌氧反应器连续运行30 d,出水COD平均值为718.8 mg/L,平均去除率达到60.11%；出水NH3-N平均值为341.11 mg/L,平均去除率达到54.11%；发酵沼液B/C平均值由0.17提高至0.35。在好氧生物单元,在运行条件为MLSS=5000mg/L, HRT=24h,污泥停留时间(SRT)=18 d,气水比为30：1条件下,MBR对发酵沼液中污染物质的去除效果明显,出水COD平均值为279.35 mg/L,平均去除率为61.07%；出水NH3-N平均值为6.98mg/L,平均去除率高达97.99%。在高级氧化处理单元,通过单因素实验确定出最适反应条件为[Fe2+]:[H2O2]=1: 10, FeSO4的浓度为6 mmol/L, H2O2的投加量为60 mmol/L,反应时间2 h,反应pH值为3。结果表明,发酵沼液中COD由300 mg/L降到58.99 mg/L,去除率达到78%。对Fenton高级氧化法处理发酵沼液进行了动力学模拟,证明Fenton氧化发酵沼液符合二级动力学。臭氧催化氧化技术处理发酵沼液的过程,确定最适反应条件为：当反应时间为120 min,初始pH为7-8之间,催化剂投加量为30g/L时,催化降解COD效果最好,剩余COD浓度在70.5 mg/L左右,去除率达到77.96%。对Fenton高级氧化技术和臭氧催化氧化技术进行了比较,结果表明,Fenton高级氧化技术优于臭氧高级氧化。组合工艺连续运行,结果表明,在进水COD、NH3-N浓度分别为2311.34 mg/L和3228.13 mg/L条件下,出水COD为315.1 mg/L, NH3-N浓度为7.24 mg/L, COD再经Fenton高级氧化技术处理,浓度降为59.8 mg/L,一体化小试装置运行稳定,出水良好。达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准。
【关键词】：发酵沼液 鸟粪石沉淀法 厌氧 膜生物反应器 Fenton高级氧化 臭氧催化氧化
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 前言10-20
• 1.1 发酵沼液污染现状及其特点10
• 1.2 厌氧发酵原理10-11
• 1.3 国内外沼液的处理及进展研究11-13
• 1.3.1 还田利用技术11
• 1.3.2 自然处理技术11-12
• 1.3.3 物理化学处理技术12-13
• 1.3.4 生物处理技术13
• 1.4 鸟粪石沉淀法处理氮磷废水的研究进展13-17
• 1.4.1 鸟粪石沉淀法机理13-14
• 1.4.2 鸟粪石沉淀法影响因素14-15
• 1.4.3 鸟粪石沉淀法的应用15-16
• 1.4.4 鸟粪石沉淀法存在的问题16-17
• 1.5 膜生物反应器(MBR)处理氨氮废水的研究进展17-18
• 1.6 本课题研究目的及内容18-20
• 2 实验材料及方法20-23
• 2.1 实验材料20-21
• 2.2 实验仪器21-22
• 2.3 发酵沼液水质分析方法22-23
• 3 鸟粪石沉淀法处理发酵沼液试验研究23-38
• 3.1 原水水质分析23
• 3.2 实验方法23
• 3.3 分析方法23
• 3.4 鸟粪石沉淀法单因素实验研究23-30
• 3.4.1 pH值23-25
• 3.4.2 沉淀剂摩尔比对氨氮去除率的影响25-27
• 3.4.3 反应时间27-29
• 3.4.4 转速对氨氮去除率的影响29-30
• 3.5 鸟粪石沉淀法正交实验研究30-32
• 3.5.1 正交实验30-31
• 3.5.2 验证实验31-32
• 3.6 鸟粪石沉淀法响应面实验研究32-35
• 3.7 晶体表征分析35-37
• 3.8 成本分析37
• 3.9 小结37-38
• 4 生物法处理发酵沼液试验研究38-48
• 4.1 鸟粪石沉淀出水水质分析38
• 4.2 厌氧生物处理38-43
• 4.2.1 厌氧生物法处理沼液工艺流程图38-39
• 4.2.2 厌氧污泥驯化39
• 4.2.3 厌氧小试实验39-41
• 4.2.4 厌氧反应器连续运行对废水的处理效果41-43
• 4.3 膜生物反应器处理发酵沼液的试验研究43-47
• 4.3.1 膜生物反应器实验工艺流程图与主要工艺参数43-44
• 4.3.2 好氧污泥的驯化44-45
• 4.3.3 MBR对发酵沼液中COD的处理45
• 4.3.4 MBR对发酵沼液中氨氮的处理45-46
• 4.3.5 膜污染与膜清洗46-47
• 4.4 小结47-48
• 5 高级氧化技术处理发酵沼液试验研究48-59
• 5.1 Fenton高级氧化技术48-55
• 5.1.1 Fenton氧化机理48
• 5.1.2 Fenton氧化技术实验方法与结果讨论48-53
• 5.1.3 Fenton氧化动力学模型53-55
• 5.2 臭氧催化高级氧化技术55-58
• 5.2.1 臭氧催化氧化机理55-56
• 5.2.2 臭氧催化氧化技术实验方法与结果讨论56-58
• 5.3 小结58-59
• 6 组合工艺连续运行效果59-62
• 6.1 工艺连续运行流程59
• 6.2 工艺连续运行实验59-61
• 6.3 小结61-62
• 7 结论62-64
• 8 展望64-65
• 9 参考文献65-72
• 10 硕士期间论文发表情况72-73
• 11 致谢73

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10 罗t，

本文编号：887498