气升环流反应器生化处理化纤废水的研究及应用

摘要

本论文以化纤废水为原料，研究了工作容积为25L气升环流反应器对生化处理化纤废水的影响，并对该系统的最优工艺条件做了探讨。结果表明：在室温下，当通气量为0.325m3.h-1,水力停留时间为7.0h，pH值为8.5～9.0时，废水化学需氧量（COD）降解速率最快，废水经处理后，COD除去率可达93％以上。同时，研究了在化纤废水中补加不同量的KH2PO4对废水中COD降解速率的影响，结果表明：补加适当量的KH2PO4有利于化纤废水COD的降解，当COD与KH2PO4补加量之比为200:1(质量比)时，COD降解速率最快。并考察了该系统在优化参数下连续运行30d化纤废水的处理情况，当进水COD浓度在1000mg.L-1～1400mg.L-1时，废水经处理后，出水COD和氨氮(NH3-N)分别降低到100mg.L-1和10mg.L-1以下，达到了化纤类废水国家排放标准。但进水初始COD浓度大于1600mg.L-1时，出水COD在150mg.L-1以上，达不到化纤类废水的排放标准。
　　为了实现气升环流反应器能处理较高浓度废水的目的，对上述气升环流反应器的内部结构做了改进，分别设置了内外导流筒和废气循环装置，废水处理实验结果表明：通过设置内外导流筒和废气循环装置，可实现厌氧和好氧的耦合，并能很好地生化降解废水中的COD，在内废气循环量为0.16m3.h-1，废气循环时间间隔为2.0h，废气循环时间为5.0min条件下,通过正交试验结果分析表明：室温下，外环通气量为0.25m3.h-1,水力停留时间为9.0h，pH值为8.5～9.0时，废水处理效果最好。同时，考察了该反应器在优化参数下连续运行30d处理化纤废水的情况，当进水COD浓度在1900～2200mg.L-1时，出水COD和氨氮(NH3-N)含量分别降低到100mg.L-1和10mg.L-1以下，符合GB8978-1996化纤类废水一级排放标准。
　　同时，本论文针对不同废水浓度负荷，运用最常用的Monod模式和Haldane模式，对废水中有机物降解过程进行了动力学探讨。实验结果表明：废水COD浓度在300～1250mg.L-1，废水中有机物降解过程基本符合Monod模式，此时活性污泥浓度在1.10～2.10g.L-1；废水COD浓度在1400～2400mg.L-1，废水中有机物降解过程符合Haldane模式，此时活性污泥浓度在1.50～2.10g.L-1。

目录

气升环流反应器生化处理化纤废水的研究及应用

Study on chemical fiber wastewater biotreatment with an airlift loop reactor

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题来源及研究目的和意义

1.2.1 中国水资源污染现状

1.2.2 化纤废水特点及危害

1.2.3 本课题研究的目的和意义

1.3 国内外废水处理技术研究概况

1.3.1 化纤废水处理技术的研究现状

1.3.2 气升式反应器废水处理技术的国内外研究现状

1.4 本课题研究的主要内容

第2章 实验材料与实验方法

2.1 实验原料

2.2 实验装置与工艺

2.3 实验方法

2.3.1 活性污泥性能指标的测定

2.3.2 化学需氧量（COD）的测定

2.3.3 氨氮（NH3-N）的测定

2.3.4 总磷（T-P）的测定

2.3.5 pH的测定

2.3.6 溶解氧（DO）的测定

第3章 传统气升环流反应器生化处理化纤废水研究

3.1 活性污泥的驯化

3.2 操作条件对COD降解速率的影响

3.2.1 通气量(Q)对COD降解速率的影响

3.2.2 水力停留时间(HRT)对COD降解速率影响

3.2.3 pH值对COD降解速率的影响

3.2.4 温度(T)对COD降解速率的影响

3.2.5 补加磷源(P)对COD降解速率的影响

3.2.6 化纤废水连续处理实验

3.3 本章小节

第4章 新型气升环流反应器生化处理化纤废水研究

4.1 新型气升环流反应器厌氧与好氧效果试验

4.2 废气循环气量对COD降解速率的影响

4.3 通气量对COD降解速率的影响

4.4 废气循环时间间隔对COD降解速率的影响

4.5 新型环流反应器与传统环流反应器对比实验

4.6 最优工艺条件的选择

4.7 化纤废水连续处理实验

4.8 本章小结

第5章 化纤废水中有机物降解动力学的探讨

5.1 引言

5.2 废水中有机物生化降解动力学模式

5.2.1 Monod 模式的应用概况

5.2.2 Haldane 模式的应用概况

5.3 生化降解动力学方程的确定

5.3.1 Monod 方程

5.3.2 Haldane 方程

5.4 本章小结

结论

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

致谢