甜菜碱在高盐废水生物处理过程中的应用研究

摘要

高钠盐废水受到钠离子化学性质的制约，极难以较小的代价将钠盐从废水中去除，因此高钠盐废水的生物处理往往面临强烈的高钠盐胁迫作用。因而如何缓解甚至是解除高盐废水中的钠盐胁迫作用成为提高高盐废水生物处理效率和稳定性的重要问题。本论文针对高钠盐的胁迫作用机理，首先对相容性溶质甜菜碱作用于高钠盐废水处理活性污泥的特点和规律进行了探究，并在此基础上进一步选用典型的高钠盐肝素钠生产废水作为验证目标，通过试验研究了甜菜碱在实际肝素钠生产废水的好氧和厌氧处理过程的作用及规律，以期为高钠盐废水生物处理过程盐胁迫作用的缓解提供参考。本论文的主要研究成果有:
　　1、利用人工配水探究甜菜碱的作用效果及规律，结果表明:甜菜碱在初始进水钠离子浓度分别为2g/L、4g/L、6g/L、8g/L、10g/L的SBR系统中均表现出对氨氮去除率不同程度的改善效果，并有一定的持续性。其中，在初始进水钠离子浓度为8g/L的系统中，1次性投加1mM甜菜碱将系统氨氮去除率提高了25％，同时持续作用时间达34周期(即17d)，表现出对钠盐胁迫优良的改善能力。对于系统TOC的去除率而言，甜菜碱的作用则表现不明显，仅当初始进水钠离子浓度为10g/L时，甜菜碱才表现出一定的改善作用，TOC去除率平均提高约5％。
　　2、针对肝素钠废水的好氧生物处理过程，研究了在进水盐度剧烈波动的情况下，即进水钠离子浓度由15000mg/L迅速提高为25000mg/L时，一次性添加甜菜碱0.5～3mM所带来的效果。结果表明，当甜菜碱添加浓度为1mM时，对系统的污泥性能的改善效果最好，其中TOC的去除率提高了15.3％，氨氮的去除率提高了18.7％，持续作用时间约为6d。说明甜菜碱在实际废水的好氧处理过程中对缓解盐胁迫效应是有效的。
　　3、针对肝素钠废水的厌氧生物处理过程，研究了进水钠离子浓度为13000mg/L时，进水有机负荷为1.33～2.0kgCOD/(m3.d)的条件下，一次性添加0.43～3mM甜菜碱带来的影响。三组试验表现出相似的规律:在一定范围内添加甜菜碱对有机物去除和氨化作用呈明显的改善作用，当甜菜碱添加量为1.0～1.5mM时，对系统的改善效果较好;对COD的去除率最多改善了37.6％;氨化率也同样得到较大改善，最大改善效果达31％。本试验从厌氧生物处理的角度再次证明了甜菜碱的有效性。
　　4、总的来看，采用人工模拟高钠盐废水、肝素钠废水，研究甜菜碱对钠盐胁迫的缓解作用表明，甜菜碱对系统生物活性均表现出了良好的改善作用，这为缓解高盐度对活性污泥的胁迫作用提供了可行的解决途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 水资源现状

1．2 高盐废水来源、特性、危害

1．2．1 高盐废水来源

1．2．2 高盐废水特性及危害

1．3 高盐废水生物处理研究进展

1．3．1 高盐废水处理方法

1．3．2 钠盐拮抗物和相容性溶质

1．4 高盐肝素钠废水的研究进展

1．5 论文研究目的及意义

1．5．1 研究目的及意义

1．5．2 研究内容

1．6 论文研究思路及技术路线

第2章 甜菜碱在不同盐度下的作用规律研究

2．1 试验材料及方法

2．2 测试指标及分析方法

2．3 试验数据分析

2．3．1 甜菜碱对初始进水盐度2g／L系统的影响规律

2．3．2 甜菜碱对初始进水盐度4g／L系统的影响规律

2．3．3 甜菜碱对初始进水盐度6g／L系统的影响规律

2．3．4 甜菜碱对初始进水盐度8g／L系统的影响规律

2．3．5 甜菜碱对初始进水盐度10g／L系统的影响规律

2．4 本章小结

第3章 甜菜碱对肝素钠废水好氧处理影响研究

3．1 试验材料与方法

3．2 测试指标及分析方法

3．3 试验数据分析

3．3．1 添加甜菜碱对TOC去除的影响

3．3．2 添加甜菜碱对氨氮去除的影响

3．3．3 对污泥指标MLVSS／MLSS的影响

3．4 本章小结

第4章 甜菜碱对肝素钠废水厌氧处理影响研究

4．1 试验材料及方法

4．2 测试指标及分析方法

4．3 试验数据分析

4．3．1 进水有机负荷1．33kgCOD／(m3．d)时甜菜碱对系统的影响

4．3．2 进水有机负荷1．66kgCOD／(m3．d)时甜菜碱对系统的影响

4．3．3 进水有机负荷2．00kgCOD／(m3．d)时甜菜碱对系统的影响

4．3．4 不同有机负荷对MLVSS／MLSS的影响

4．4 本章小结

结论与建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果