双乙烯酮、安赛蜜生产废水处理工艺运行评价及预处理优化研究

摘要

乙酰磺胺酸钾及其原料双乙烯酮生产废水,水质成分复杂,有机物、氮磷含量较高,可生化性差。目前,国内处理此类废水的研究较少。本研究针对某双乙烯酮(安赛蜜)生产废水处理工艺所存在的问题,提出以微电解+Fenton氧化为主体工艺的预处理优化试验方案。通过单因素试验和正交试验对各工艺单独及组合运行时的控制参数进行优化:最终得出该废水预处理的最佳组合工艺。据此对该化工厂的废水预处理工艺提出改造建议,并对工程改造投资及药剂费用进行初步预算。
　　 本研究主要分为三个阶段,第一阶段考察了废水处理站各处理工艺的实际运行参数,通过对各处理单元污染物去除效率进行分析,得出了实际运行中存在的问题。第二阶段通过实验室静态试验考察了铁炭微电解、Fenton氧化、混凝沉淀的各因素对COD去除效果的影响。第三阶段研究了三种工艺不同组合方式对废水的处理效果,确定出组合工艺的最佳操作参数。
　　 研究结果表明,在铁炭质量比为1.5、进水pH值2.5～3、反应时间2h的工况条件下,微电解对COD平均去除率为45％；出水COD在449～981mg/L之间；在H2O2投加量为1.5mL/L、300r/min强度下搅拌反应40min,Fenton氧化后COD去除率可提高15％～20％,出水COD在298～807mg/L范围；混凝试验中,单独投加PAM能取得较好的沉淀效果,在pH值为7～8、投加量(阴离子型)为1.5mL/L,100～120r/min搅拌2min的最佳反应条件下,对COD进一步去除效果并不明显。
　　 在单因素试验的基础上,通过正交试验考察了不同组合方式的最佳控制参数。结果表明,微电解-Fenton氧化-混凝联合工艺的最佳操作条件为:微电解反应pH为2.5,反应时间120min,H2O2(30％)投加量1.5ml/L,反应时间60min,阴离子型PAM(1‰)投加量1.5ml/L;直接混凝工艺处理原水的最优反应条件为:PFS(10％)投加量1.0ml/L,阳离子型PAM投加量1.5ml/L,搅拌强度为100r/min,搅拌时间为5min；H2O2强化铁炭微电解反应中,H2O2投加量对COD、TP去除率影响最大。最佳的反应条件为:pH为2,H2O2用量2mL/L,反应时间90min。
　　 组合工艺在最佳的参数下运行,由连续15天的结果分析得出,铁炭微电解-Fenton试剂-混凝沉淀联合工艺对该有机废水的处理效果最好,COD总去除率能够保持在55％,TP去除率达到90％,NH3-N去除率大部分时候为负值,这是因为原水中的含氮有机物经处理后部分氧化生成了NH3-N。此组合工艺所需改造费用低,运行稳定,为后续的生物处理创造了良好的条件。本研究可为同类废水处理工艺设计提供理论和实际参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 我国化工行业废水的现状

1.1.1 化工废水的主要来源

1.1.2 化工废水的特点

1.1.3 化工废水处理技术现状

1.2 课题背景

1.2.1 产品生产工艺简述

1.2.2 厂区污水处理面临的问题

1.3 研究内容

1.4 创新点及研究意义

1.5 试验理论依据

1.5.1 铁炭微电解

1.5.2 Fenton氧化

1.5.3 混凝技术研究概况

第二章 工艺运行评价

2.1 废水处理站工艺简介

2.2 预处理工艺分析

2.2.1 预处理各处理单元参数对比

2.2.2 去除效率分析

2.2.3 预处理主要存在的问题诊断

2.3 生化处理工艺分析

2.3.1 各处理单元参数控制分析

2.3.2 去除效率分析

2.3.3 生物处理工艺主要存在的问题诊断

2.4 工艺优化方案研究

2.5 本章小结

第三章 试验装置与研究方法

3.1 试验装置及方法

3.1.1 微电解试验装置

3.1.2 Fenton氧化及NaClO氧化试验装置

3.1.3 混凝沉淀试验装置

3.2 试验材料及仪器设备

3.2.1 试验材料

3.2.2 试验仪器设备

3.3 监测项目及分析方法

第四章 微电解、Fenton氧化、混凝工艺影响因素的研究

4.1 微电解主要影响因素的研究

4.1.1 进水pH对去除效果的影响分析

4.1.2 反应时间对去除效果的影响分析

4.1.3 铁炭配比对去除效果的影响分析

4.1.4 曝气对去除效果及Fe2+浓度的影响

4.2 Fenton氧化主要影响因素的研究

4.2.1 Fe2+浓度的影响

4.2.2 反应pH对处理效果的影响

4.2.3 H2O2投加量对处理效果的影响

4.2.4 反应时间对处理效果的影响

4.3 混凝沉淀主要影响因素的研究

4.3.1 PFS、PAC投加量对处理效果的影响

4.3.2 PAM投加对处理效果的影响

4.4 本章小结

第五章 不同组合工艺处理效果研究

5.1 微电解-Fenton氧化-混凝沉淀联合工艺处理效果研究

5.1.1 联合工艺正交试验

5.1.2 稳定性试验

5.2 原水直接混凝试验处理效果研究

5.2.1 絮凝剂投加量试验

5.2.2 PAM投加量试验

5.2.3 絮凝剂助凝剂联用正交试验

5.2.4 稳定性试验

5.3 强化铁炭微电解工艺处理效果研究

5.3.1 正交实验

5.3.2 稳定性试验

5.4 微电解-NaClO氧化-混凝沉淀组合工艺处理效果研究

5.5 预处理工艺改造路线分析选择

5.6 本章小结

第六章 预处理工艺改造设计

6.1 改造部分工艺设计

6.2 改造部分投资

6.3 经济效益分析

第七章 结论与建议

7.1 结论

7.2 建议

参考文献

致谢

作者简历