港口液体化学品废水的处理研究

摘要

随着化工行业的发展，港口液体化学品的运输与仓储规模越来越大。由其产生的废水因化学品种类繁多，浓度波动大，故处理难度大，给海洋环境造成巨大的威胁。目前国内外对该类废水的处理研究不多，技术不成熟，开发一套港口液体化学品废水处理的有效工艺变得十分迫切。
　　 根据港口液体化学品废水水质水量波动性大、有机污染物种类变化多、成分复杂的特点，提出了物化预处理（混凝或气浮）→高级化学氧化处理（Fenton试剂氧化或臭氧氧化）→好氧生物处理（曝气生物滤池（BAF）或生物接触氧化）的技术路线。通过小试实验与中试实验相结合，优化了各工艺参数，并比较不同工艺之间的优缺点。
　　 通过Fenton试剂对模拟废水进行处理，探索出影响Fenton氧化的主要因素，并指导Fenton氧化对实际废水的处理。当H2O2投加量在2．4 g/L，ρ（H2O2）/ρ（Fe2+）为1．8，初始pH为3时，COD去除率最高，能达到61．47％；悬浮物浓度从原来的460mg/L降到20mg/L以下，色度从256倍降到8倍。
　　 采用聚合硫酸铁（PFS）对废水进行预处理，废水COD去除率仅有17．57％，气浮也能达到同样的效果。臭氧的投加方式对处理效果有很大的影响。当臭氧投加量为1250mg/L时，用射流曝气的方式可以达到约50％的COD去除率，而微孔曝气仅有20％左右。使用射流器投加臭氧，投加量为550mg/L时，混凝一臭氧氧化工艺能保持出水的稳定性，COD总去除率约为55％。臭氧氧化对废水的可生化性有较好的改善，操作性上比Fenton氧化具有更好的优势。在好氧生物处理实验里，数据表明BAF在该类废水的处理效果上远远优于生物接触氧化。
　　 在以上小试的基础上筛选出中试工艺，提出混凝-臭氧-BAF与混凝-BAF-臭氧-BAF两种组合工艺。对于后者，当前BAF气水比为20：1，水力停留时间为12h，臭氧投加量为550mg/L，后BAF气水比为10：1，水力停留时间为24h时，该工艺能使出水COD浓度低于100 mg/L以下，COD总去除率达96％，比前者COD去除率高出10％。
　　 结合研究成果进行工艺改进，提出隔油气浮-BAF蠕动床-臭氧氧化-BAF固定床工艺，并应用到液体化学品废水处理的实际工程中。运行数据表明出水水质达到国家一级排放标准，能回用于生活杂用水，该处理工艺有效可行。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国海洋环境现状

1.1.2 化工行业发展对海洋环境的威胁

1.1.3 防治海洋污染公约

1.2 港口液体化学品废水的来源及特点

1.2.1 港口液体化学品废水的来源

1.2.2 港口液体化学品废水的特点

1.3 港口液体化学品废水的处理现状

1.3.1 港口液体化学品废水的处理途径

1.3.2 港口液体化学品废水处理的技术路线

1.3.3 港口化学品废水处理技术应用状况

1.4 课题的提出及其意义

1.4.1 课题的提出及来源

1.4.2 课题研究的意义

1.5 课题研究的内容和方法

1.5.1 课题研究内容

1.5.2 课题研究方法

1.6 本课题创新之处

第二章 实验材料及实验方法

2.1 实验材料

2.1.1 实验水样

2.1.2 主要实验试剂

2.1.3 实验仪器与设备

2.2 实验方法

2.2.1 实验室小试方法

2.2.2 中试工艺流程

2.2.3 检测项目及方法

第三章 Fenton试剂氧化处理效果

3.1 Fenton试剂氧化法

3.1.1 羟基自由基的氧化

3.1.2 三价铁的水解混凝

3.2 Fenton试剂对模拟废水的处理效果

3.2.1 H2O2与Fe2+的质量浓度比对效果的影响

3.2.2 H2O2的投加量对效果的影响

3.2.3 初始pH对处理效果的影响

3.2.4 反应时间对处理效果的影响

3.2.5 药剂投加方式对效果的影响

3.2.6 本节小结

3.3 Fenton试剂对实际原水的处理效果

3.3.1 H2O2与Fe2+的质量浓度比对原水处理效果的影响

3.3.2 H2O2的投加量对原水处理效果的影响

3.3.3 初始pH对原水处理效果的影响

3.4 本章小结

第四章 混凝—臭氧氧化处理效果

4.1 混凝预处理废水

4.1.1 混凝剂的作用机理

4.1.2 混凝剂的种类

4.1.3 混凝剂的选择

4.1.4 混凝处理效果分析

4.2 臭氧氧化处理情况

4.2.1 臭氧概述

4.2.2 臭氧氧化效果

4.2.3 pH对臭氧氧化的影响

4.2.4 催化臭氧氧化效果

4.2.5 改变臭氧投加方式

4.2.6 混凝—臭氧组合工艺运行状况

4.2.7 臭氧氧化后废水生化性的改善

4.3 本章小结

第五章 曝气生物滤池处理效果

5.1 曝气生物滤池的概述

5.1.1 曝气生物滤池优缺点

5.1.2 曝气生物滤池机理

5.1.3 影响曝气生物滤池处理效果的主要因素

5.2 曝气生物滤池的启动挂膜及驯化

5.3 曝气生物滤池与生物接触氧化工艺的比较

5.3.1 生物接触氧化简述

5.3.2 两生物法对臭氧前废水处理效果的比较

5.3.3 两生物法对臭氧后废水处理效果的比较

5.4 曝气生物滤池处理工艺的优化

5.4.1 BAF停留时间的优化

5.4.2 BAF不同滤层高度的去除率影响

5.5 中试组合工艺的比较

5.5.1 混凝-臭氧-BAF工艺的处理效果

5.5.2 混凝—BAF—臭氧—BAF工艺的处理效果

5.6 本章小结

第六章 港口液体化学品废水处理工艺的实际应用

6.1 工艺的改进

6.2 工程概况

6.3 设计依据和目标

6.4 废水处理工艺

6.4.1 工艺流程

6.4.2 系统主要构筑物与设备

6.4.3 处理工艺说明

6.5 调试与运行效果分析

6.5.1 调试

6.5.2 运行

6.5.3 运行情况分析

6.6 经济技术分析

6.7 本章小结

结论与展望

1 结论

2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢