厌氧—好氧一体化反应器处理某化工项目综合废水试验研究

摘要

运用一体化的概念，设计了新型高效的厌氧-好氧一体化反应器(IAOR)，并以化工废水为处理目标物，研究以人工配制的葡萄糖废水为基质的IAOR的启动方式，IAOR对某化工项目综合废水的处理效果，以及A段厌氧颗粒污泥对间二氯苯(m-DCB)的吸附效果。
　　本论文主要研究结果如下:
　　1.以人工配制的葡萄糖废水为基质，采用递增负荷的方式启动IAOR，经过96d完成系统的启动后，研究了A段各隔室中厌氧颗粒污泥和O段填料上的污泥特性。结果表明:IAOR具有较好的COD去除性能和NH3-N去除能力;A段各隔室的厌氧污泥浓度和厌氧颗粒污泥粒径均沿水流方向逐渐降低，呈明显分级现象;厌氧颗粒污泥的脱氢酶活性沿水流方向逐渐减小而辅酶F420沿水流方向逐渐增大，A段的功能分区比较明显;经SEM观察发现，A段的厌氧颗粒污泥表面附着大量微生物，且各隔室间发生了明显的相分离;O段填料上的微生物种类较多，含有大量的原生动物和后生动物。
　　2.IAOR对化工废水的处理过程分为培养驯化和稳定运行两个阶段。培养驯化阶段，随着化工废水的比例不断加大，A段各隔室厌氧颗粒污泥的EPS总量也不断增加，而蛋白质与多糖的比值不断下降，DHA活性不断增大且沿水流方向逐渐减小，辅酶F420活性也不断加大但沿水流方向逐渐增大。稳定运行阶段，IAOR出水COD维持在500 mg/L左右，COD的去除率达85％以上;出水NH3-N和SS浓度分别维持在0.5 mg/L和50 mg/L左右，平均去除率分别为94％和83％;出水硝基苯类浓度降至1.35～2.33 mg/L之间，IAOR对硝基苯类的平均去除率约为98％;IAOR处理能够满足盐城市化工园区污水处理厂的接管标准。
　　3.以间二氯苯(m-DCB)为目标物，研究了厌氧污泥对有机物的吸附行为，考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明，灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对m-DCB的吸附均在1h内达到平衡，活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥;厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型;两种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合，但Langmuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型;从吸附热力学上看，该吸附为放热反应，低温有利于吸附反应的进行;pH值对两种污泥吸附m-DCB的影响很小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 化工废水的来源及特点

1．2．1 化工废水的来源

1．2．2 化工废水的特点

1．3 化工废水处理现状和研究进展

1．3．1 物理法

1．3．2 化学法

1．3．3 物理化学法

1．3．4 生物法

1．4 一体化反应器

1．4．1 一体化反应器的概念

1．4．2 一体化反应器的研究现状

1．4．3 一体化反应器存在的问最

1．4．4 一体化反应器的发展趋势

1．5 研究目的、意义、内容和技术路线

1．5．1 研究目的和意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第2章 实验装置及分析项目

2．1 装置构造设计

2．2 装置构造特点

2．3 试验用水设计

2．4 试验方案设计

2．5 分析项目与方法

2．5．1 常规分析项目

2．5．2 非常规分析项目

第3章 厌氧-好氧一体化反应器的启动研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 实验用水

3．2．2 接种污泥

3．2．3 启动方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 A段启动期COD的去除情况

3．3．2 A段启动期VFA的变化

3．3．3 0段启动期COD的去除情况

3．3．4 IAOR系统启动期COD的去除情况

3．3．5 IAOR系统启动期氨氮的去除情况

3．3．6 启动后A段厌氧污泥的性质

3．3．7 启动后O段反应器内的生物相

3．4 本章小结

第4章 一体化反应器处理某化工项目综合废水

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 实验水质及来源

4．2．2 实验水质达标要求

4．2．3 运行方式

4．3 结果与讨论

4．3．1 培养驯化过程中A段COD的去除情况

4．3．2 培养驯化过程中A段pH的变化

4．3．3 培养驯化过程中A段VFA的变化

4．3．4 培养驯化过程中O段COD的去除情况

4．3．5 培养驯化过程中A段EPS的变化

4．3．6 培养驯化过程中A段脱氢酶的变化

4．3．7 培养驯化过程中A段辅酶F420的变化

4．3．8 稳定运行过程中COD的去除情况

4．3．9 稳定运行过程中氨氮的去除情况

4．3．10 稳定运行过程中SS的去除情况

4．3．11 稳定运行过程中硝基苯类的去除情况

4．4 本章小结

第5章 厌氧污泥对间二氯苯吸附性能的研究

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 仪器与试剂

5．2．2 厌氧污泥

5．2．3 吸附实验

5．2．4 分析方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 吸附平衡时间

5．3．2 吸附动力学

5．3．3 吸附等温线

5．3．4 吸附热力学

5．3．5 污泥量对m-DCB吸附作用的影响

5．3．6 pH对m-DCB吸附作用的影响

5．4 本章小结

第6章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与研究成果