气浮—水解酸化—接触氧化工艺处理乳品废水的研究

摘要

随着乳品工业和乳品消费在国内增长，乳品废水对环境的影响也越来越严重。目前很多用于处理其它工业废水的工艺直接用来处理乳品废水，可能会导致投资过高或出水水质不达标等情况。因此，乳品废水处理工艺的应用性研究以及合理工艺的研发显得尤为必要。
　　根据乳品废水可生化性好、水质波动大等特点，提出了气浮-水解酸化-接触氧化组合工艺处理乳品废水的技术路线，并开展了小试实验与工程应用的研究。研究内容包括以下几个方面：确定气浮系统的优化控制参数；探讨水解酸化和接触氧化反应器的启动和运行效果；考察该工艺对乳品废水的实际处理效果。
　　在气浮实验中比较研究了PAC、FeSO4和FeCl3三种混凝剂对乳品废水的混凝效果，确定PAC为最优混凝剂，其混凝最佳pH值为6.0~9.0。混凝阶段最佳水力条件为快速搅拌1min（搅拌速度200r/min），慢速搅拌20~30min（搅拌速度60r/min）；在PAC投加量100mg/L、溶气压力0.25~0.30MPa、回流比30％时，设计浓度下乳品废水气浮处理效果最佳。
　　通过接种污泥启动了水解酸化-接触氧化反应器。在启动期间，接触氧化反应器中生物膜量不断增长，悬浮污泥量基本保持平衡；在运行期间，反应器内水力停留时间（HRT）越长，水解酸化效果越好，大分子有机物降解越充分，废水中有机氮也大部分转化成为氨氮。当HRT超过5h时，水解酸化反应基本完成，总体处理效果随水力停留时间变化不明显。在接触氧化反应器内的不同时间段，各项污染物浓度不断降低至排放标准。当水解酸化和接触氧化反应器联合运行时，逐渐提高系统的容积负荷，在满足出水标准的前提下，系统的最大有效容积负荷为2.5kgCOD/m3·d。
　　以实际乳品废水为研究对象，考察了气浮-水解酸化-接触氧化组合工艺的运行和处理效果。实际工程运行结果表明，在系统处理废水量不超过1800m3/d、进水COD浓度不超过1600mg/L时，处理后出水可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）第二类污染物允许排放浓度的一级标准。
　　小试实验和工程应用研究均表明，气浮-水解酸化-接触氧化工艺应用于处理乳品废水完全可行，并具备运行稳定、耐冲击负荷、操作灵活等优点。

目录

气浮-水解酸化-接触氧化工艺处理乳品废水的研究

STUDY ON AIR FLOTATION- HYDROLYSIS ACIDIFICATION- BIOLOGICAL CONTACT OXIDATION PROCESS FOR DAIRY WASTEWATER TREATMENT

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 我国水资源面临的主要问题

1.1.2 工业废水污染现状及防治对策

1.1.3 乳品工业发展及乳品消费现状

1.2 乳品废水的特点及危害

1.2.1 乳品废水的来源

1.2.2 乳品废水的水质与水量特点

1.2.3 乳品废水的危害

1.3 国内外乳品废水处理现状

1.3.1 物理处理法

1.3.2 化学处理法

1.3.3 物理化学处理法

1.3.4 生物处理法

1.4 课题研究的目的意义及内容

1.4.1 课题研究的目的及意义

1.4.2 课题的研究内容

第2章 试验材料与方法

2.1 处理工艺的确定

2.2 试验装置与方法

2.2.1 试验用水

2.2.2 气浮工艺装置与试验方法

2.2.3 水解酸化-接触氧化工艺装置与试验方法

2.3 检测与分析方法

2.3.1 水质指标检测

2.3.2 微生物指标检测

第3章 气浮工艺处理乳品废水的效能及影响因素

3.1 混凝剂筛选及混凝最佳水力条件的确定

3.1.1 混凝剂的确定

3.1.2 最佳水力条件的确定

3.2 气浮处理效果的影响因素分析

3.2.1 PAC投加量对气浮处理效果的影响

3.2.2 溶气压力对气浮处理效果的影响

3.2.3 回流比对气浮处理效果的影响

3.3 本章小结

第4章 水解酸化-接触氧化工艺处理乳品废水的效果及特性

4.1 反应器的启动

4.1.1 水解酸化反应器的启动

4.1.2 接触氧化反应器的启动

4.2 反应器的运行效果分析

4.2.1 水解酸化反应器运行效果分析

4.2.2 接触氧化反应器运行效果分析

4.2.3 水解酸化-接触氧化反应器联合运行处理效果分析

4.3 系统内的污泥分析

4.4 本章小结

第5章 乳品废水处理的实际工程研究

5.1 工程背景

5.2 工程前期调查

5.2.1 废水的水量与水质特征

5.2.2 乳品废水处理后达到的要求

5.3 乳品废水处理的工艺流程

5.3.1 工艺流程选择

5.3.2 主要设计参数确定

5.4 实际工程的处理效能与特性

5.4.1 工程运行效果

5.4.2 问题及解决方案

5.5 技术经济分析

5.5.1 运行费用分析

5.5.2 减排效果分析

5.6 本章小结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理

致谢