双循环厌氧反应器处理中药废水的效能研究

摘要

近年来我国的中药产业发展迅猛，伴随着中药产业的发展，中药废水对于水体的严重污染逐渐引起关注。中药废水成分复杂、色度高、可生化性差、有毒；这些特点导致其处理难度较大。目前国内对特定中药废水的处理工艺研究较少。本课题通过对膨胀颗粒污泥床（EGSB）和内循环（IC）反应器的了解和研究，结合二者的优点，创新性的发明新型双循环厌氧反应器（DC），用以处理中药废水。研究了新反应器处理中药废水的可行性及反应器内颗粒污泥特性。希望能为今后投入实际应用提供依据和参考。
　　本课题所用中药废水呈弱酸性，主要含芳香类化合物、类蛋白和苯系物。采用双循环反应器处理该中药废水，研究了反应器的启动过程，反应器处理中药废水的效能以及颗粒污泥特性等内容。
　　在反应器的启动期，通过葡萄糖配水培养颗粒污泥，启动20d之后颗粒污泥形成。在颗粒污泥培养期COD去除率迅速提高，平均COD去除率为90.3％；在颗粒污泥驯化期平均COD去除率达到94.5%。反应器启动期、颗粒污泥驯化期进展顺利。
　　研究了水力停留时间、温度、典型污染物等因素对双循环厌氧反应器处理效能的影响，确定了DC反应器的最佳运行参数：进水COD≈5000mg/L，常温下运行，HRT=12h，回流比R=2:1，处理含典型污染物废水时每升原水中不得超过2.85ml。在该参数下运行，出水COD平均去除率94.1%，平均COD去除负荷为16.16kgCOD/m3.d，平均pH值为8.03，VFA浓度在1.0~1.5mmol/L，出水平均碱度24.4mmol/L，平均产甲烷气气率为0.30m3CH4/kg.COD。
　　对颗粒污泥特性进行研究，运行良好时反应器内污泥以球菌、杆菌为主，菌体相互层叠。加入典型污染物后，各类菌体数量下降明显，产甲烷阶段严重受阻，胞外聚合物分泌过多给传质过程造成了阻力，颗粒污泥沉降性能变差。
　　双循环厌氧反应器处理中药废水初期时颗粒污泥粒径较培养期减小，在颗粒污泥驯化完成之后粒径有所增加，且在12h的水力停留时间条件下仍能维持较高比例的大粒径污泥。钙镁离子含量与双循环厌氧反应器的运行效果优良程度成正比；出水水质越好，这两种离子的含量通常越高。高钙镁离子含量有利于反应器的正常运行。
　　在短停留时间和低温的情况下，双循环厌氧反应器都有效的去除了大量有毒的芳香蛋白和苯系物等；添加大黄酸后，在SMP中出现了复杂成分的多糖，蛋白质等物质也有所积累，对芳香族化合物和苯系物的去除情况较差各阶段颗粒污泥的胞外聚合物（EPS）成分未出现明显变化。
　　通过测量各阶段辅酶F420含量发现F420的含量变化能很好的反映产甲烷菌的产甲烷活性，在反应器运行良好的条件下辅酶含量均很高；DC反应器内辅酶含量未受低温的影响，常温下依旧能保持很高的辅酶含量，产甲烷菌活性较强；过高浓度的大黄酸对产甲烷菌活性的抑制作用明显。

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第1章 绪 论

1.1 我国中药废水处理现状

1.2 中药废水的处理方法概述

1.3厌氧生物处理技术简述

1.4 IC和EGSB特点及应用

1.5 厌氧反应器颗粒污泥特性研究

1.6 课题来源以及研究目的和内容

第2章 实验材料和实验方法

2.1 实验装置简述

2.2 实验所需原料

2.3 实验方法

第3章 原水水质分析及DC反应器启动情况

3.1 中药废水水质情况分析

3.2 反应器的启动及颗粒污泥培养

3.3 本章小结

第4章 DC反应器处理中药废水的效能及其影响因素研究

4.1 引言

4.2 水力停留时间对反应器处理效能的影响

4.3 温度变化对DC反应器处理效能的影响

4.4 大黄酸对DC反应器处理效能的影响

4.5 本章小结

第5章 DC反应器中颗粒污泥特性研究

5.1 引言

5.2 反应器启动期颗粒污泥特性研究

5.3 不同停留时间下颗粒污泥特性研究

5.4 不同温度下颗粒污泥特性研究

5.5 不同大黄酸浓度下颗粒污泥特性研究

5.6 不同运行阶段辅酶F420的含量变化

5.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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