糖蜜酒精废水厌氧消化后的好氧生化和深度处理

摘要

甘蔗糖蜜酒精废水COD(Chemical oxygen demand)浓度高，有机成分复杂，难以处理，单一使用某种方法难以达到净化效果。本实验在前期厌氧发酵处理基础上，开展对厌氧出水进行深度处理研究，考查在好氧处理过程中通过添加不同来源的微生物菌群和金属离子对处理效果的影响，为糖蜜酒精废水的彻底净化提供理论和技术依据。
　　实验在小试条件下进行，反应器运行温度为室温，有效工作体积为8L，污泥接种量为反应体积1/3，每个实验设计三个平行。采用批量进样方式，反应周期为8h，分别是进水、好氧曝气反应6.5h、沉淀30-35min、排水5min，静置50min。曝气方式采用曝气盘延伸污泥底部曝气，曝气量控制在DO值（溶解氧）2mg/L左右。分别以牛粪、鸡粪、猪粪作为外源微生物菌群接种物，接种量占污泥总重量的1/5，以COD为检测指标。结果发现，分别添加牛粪、鸡粪、猪粪驯化后，COD平均去除率分别为46％、54％、57％，不添加外源微生物驯化的COD平均去除率52％。在添加猪粪作为外源微生物群的活性污泥中筛选可以利用糖蜜酒精废水为碳源的菌株6株，经鉴定分别为Bacillus cereus、Proteus sp、Acinetobacter sp、Exiguobacterium sp、Pseudomonas sp、Comamonas sp。经混合培养、驯化后，按处理废水体积的5％作为投放量投加入好氧反应器，最终好氧反应器稳定运行时的COD平均去除率为60％。本实验还以此为基础分别考查了金属离子Fe3+和Mg2+对活性污泥驯化的影响。实验设计了不同金属离子的浓度，投加量分别0mg/L、10mg/L、50mg/L和100mg/L。实验结果表明，在低浓度时，两种金属离子对活性污泥影响微弱，当浓度为100mg/L时，好氧反应阶段的平均COD去除率反而下降为57％，数据表明金属离子对好氧处理效果没有明显影响。分别以铁碳微电解、Fenton试剂法以及二者工艺联合使用对糖蜜酒精废水好氧出水进行进一步处理试验，实验过程中采取单因素试验和正交试验，得出各工艺对于废水水样处理的最佳条件为（反应体系200mL）:铁碳微电解进水pH=3，铁屑添加3g，铁碳比1∶1，反应时间6h，COD去除率为40±2.66％;Fenton试剂法pH=4，H2O2投放量3.5mL，10％FeSO4溶液投加量1.5mL，反应时间40min，COD去除率为75.49±1.75％;铁碳—Fenton联合处理为在铁碳处理基础上Fenton试剂条件的优化，其最优条件为pH=4，H2O2投放量3.5mL，FeSO4溶液投加量1mL反应进行为30min，COD去除率为66.57±0.95％。实验结果为好氧处理及深度处理提供了实践参考。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 糖蜜酒精废水的来源及危害

1．2 糖蜜酒精厌氧出水深度处理现状

1．2．1 铁碳微电解方法

1．2．2 臭氧高级氧化方法

1．2．3 超声氧化方法

1．2．4 Fenton氧化方法

1．2．5 混凝技术

1．2．6 生物膜技术

1．2．7 氧化塘法

1．2．8 吸附方法

1．3 间歇式活性污泥法(sequencing batch reactor activated sludge process，简称SBR)工艺

1．3．1 SBR的优势

1．3．2 好氧活性污泥法底物影响因素

1．3．3 好氧活性污泥法实际运用中存在的问题

1．4 生物强化技术

1．5 研究内容

第二章 糖蜜酒精废水厌氧出水的好氧生化处理

2．1 实验材料

2．1．1 实验原料

2．1．2 试验装置和运行方法

2．1．3 测量方法和数据分析

2．1．4 主要仪器、培养基药品

2．2 实验方法

2．2．1 不同动物粪便作为外源微生物对活性污泥驯化的影响

2．2．2 菌株的分离培养和功能验证

2．2．3 功能菌株的驯化及生物强化

2．2．4 金属离子对活性污泥驯化效果的影响

2．3 结果分析

2．3．1 添加不同禽畜粪便对活性污泥及处理效果的影响

2．3．2 可利用菌株的分离培养和功能验证

2．3．3 功能菌株生物强化

2．3．4 金属离子对活性污泥的影响

第三章 糖蜜酒精废水生化处理后的深度处理

3．1 材料、仪器和药品

3．1．1 材料

3．1．2 仪器和药品

3．2 试验方法

3．2．1 单因素烧杯试验法

3．2．2 正交试验

3．2．3 铁碳微电解

3．2．4 Fenton试验

3．2．5 铁碳微电解联合Fenton法处理好氧出水

3．3 结果与分析

3．3．1 铁碳微电解法单因素试验结果与分析

3．3．2 Fenton法单因素试验结果分析

3．3．3 铁碳微电解联合Fenton试剂处理结果与分析

3．3．4 本章小结

第四章 总结与展望

参考文献

附图

致谢

攻读研究生学位期间的科研成果