微生物法生产丙烯酰胺生产废水处理工艺的优化研究与应用

摘要

某化工厂以微生物发酵法生产丙烯酰胺时会产生工艺废水，厂区内现有一套废水处理设施，但由于水质水量的波动以及生产环境的变化，该处理设施不能使废水达标排放。本课题意在根据该废水 COD、氨氮浓度高以及可生化性良好的特点，对现有的污水处理流程进行技术改造，寻找一种工程上行之有效且较为经济的丙烯酰胺废水处理方案，最终确定采用“气浮+IC+A/O+生物滤池”的组合方案对废水进行净化处理。
　　该丙烯酰胺生产废水由发酵液离心后清相以及精制再生废水等多股废水混合而成。针对发酵液离心后清相这股氨氮浓度高且水量不大的废水，采用溶气气浮法对其中的氨氮进行预处理。实验后得到溶气气浮的最佳条件为：pH值为12、溶气压力为0.45MPa。在此反应条件下，废水经过气浮设备处理后，氨氮浓度由初始的1200mg/L变为645mg/L，去除率达到46.25％。随后针对混合废水采用加氧化镁产生沉淀的方式再进行脱氮处理。实验后得出最佳反应条件为：初始pH为8、磷酸氢二钠加药量为4454mg/L、氧化镁加药量为800mg/L。在此反应条件下，氨氮浓度由初始的400mg/L变为217mg/L，去除率达到45.75%，磷酸盐浓度由45mg/L升高至58mg/L。
　　然后通过对整个处理工艺进行改扩建设计、启动和调试，对各个工艺的运行条件及参数进行研究。运行结果表明：（1）IC反应器在较高的进水有机负荷，在20kgCOD/(m3?d)左右时，对COD去除率保持在80～85%的范围内；（2）A/O池在好氧池溶解氧浓度为3.5～4mg/L、混合液回流比为200%、污泥回流比为90%时运行效果较好，对COD和氨氮去除率分别约为75%和70%；（3）生物滤池容积负荷在1.5～2.5kgCOD/(m3·d)时，对COD、氨氮去除率均为60%左右；反冲洗周期为1次/周，时间为15min，冲洗流程为3分钟气洗→5分钟气水联合冲洗→7分钟水洗，冲洗强度为气洗强度25L/(s·m2)、水冲洗强度为8L/(s·m2)。
　　丙烯酰胺生产废水水质并不稳定，在工艺稳定运行的情况下，最终出水COD均值约为130mg/L，总去除率达98%以上；最终出水氨氮浓度均值为35mg/L，总氨氮去除率达90%以上。
　　本废水处理方案运行成本为11.46元/吨水，对于其它类似废水处理的研究有借鉴参考意义。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 丙烯酰胺

1.2 本课题的来源与研究内容

第二章 文献综述

2.1 丙烯酰胺生产废水

2.2 废水处理技术现状

2.3 加压溶气气浮法

2.4 氧化镁脱氮

2.5 IC反应器

2.6 A/O工艺

2.7 生物滤池工艺及其应用

第三章 生产废水概况

3.1 废水水质水量及特点

3.2 废水处理现状

第四章 实验内容及结果分析

4.1 实验主要目的

4.2 实验材料和仪器

4.3 实验分析方法

4.4 实验的内容

4.5 实验结果及分析

4.6 实验小结

第五章 处理工艺优化

5.1 设计进出水质

5.2 工艺方案流程

5.3 主要构筑物及设备

5.4 监测指标及分析方法

第六章 工程调试与运行

6.1 IC反应器的启动与调试运行

6.2 A/O池的调试与运行效果

6.3 生物滤池的调试与运行效果

6.4 综合运行效果

第七章 工程经济性分析

7.1 投资概况

7.2 运行成本估算

7.3 工程效益分析

第八章 结论及展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果