优势菌技术在难降解石化废水处理中的应用

摘要

优势菌技术即通过向原有菌群中投加具有特殊作用的微生物来增强生物量，以强化菌群对某一特定环境或特殊污染物的反应。将其应用到难生物降解物质较多、构成较复杂的石油化工废水，目前正受到人们越来越多的关注。
　　 本文以天津某石油化工厂的废水为处理对象，应用优势菌技术，通过对水样TCOD、SCOD、SS，以及反应系统中活性污泥MLSS、SV、SVI值的检测分析，确定优势菌应用的最佳反应环境条件、优势菌最佳投加量，同时考察加入菌剂后系统的耐负荷冲击性、推导出污染物降解动力学方程，最后通过为期
　　 1个月的系统连续运行，考察菌剂的长效作用情况。
　　 通过分析、检测得到以下结果：
　　 针对实验所用污水，优势菌剂最佳投加量为2wt％，采用分段投加方式，水质pH在酸性条件下，并向其中以C:N:P=100:5:1的比例投加N、P营养物质时处理效果最佳。此外运行过程中，系统内曝气阶段曝气量为0.030m3/h，曝气时间10h，总反应时间12h。且经试验，环境温度在15～25℃范围内优势菌增效反应系统内污水的处理效果均无大幅变化。
　　 在耐冲击负荷方面，添加优势菌的增效系统表现更好，当进水负荷提高到原水的3倍时，出水水质仍能保持在相对较低的状态；原始反应系统仅在1.5倍进水负荷时具有一定的承受能力，继续增加负荷至2.2倍时系统出水TCOD浓度比冲击前升高200mg/L左右，当负荷为原水的3.0倍时系统活性污泥系统遭到严重破坏，出水TCOD浓度进一步升高。
　　 从长效实验的结果看，投加优势菌后，系统对污水的TCOD、SCOD的去除效果均提高出3～8个百分点，氨氮去除效果也有所提高；且通过对MLSS值的测试知，增效系统内污泥浓度在正常运行阶段与原始反应系统相比并无较大差异，而污泥沉降比与SVI值则相对更加稳定，污泥沉降性能更好。
　　 此外，通过对实验数据的分析、计算，菌剂增效反应系统与原始反应系统对TCOD、SCOD的降解均符合一级动力学关系，方程如下：原始反应系统：y(TCOD)=421.59e-0.0199x；y(SCOD)=333.47e-0.0189x菌剂添加系统：y(TCOD)=421.59e-0.0202x；y(SCOD)=333.47e-0.0226x

目录

文摘

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学位论文的主要创新点

第一章 绪 论

1.1 难降解有机废水

1.1.1 难降解有机废水的来源

1.1.2 难降解有机废水的特点

1.1.3 国内外难降解有机废水的处理方法

1.2 优势菌技术

1.2.1 优势菌技术的提出

1.2.2 优势菌技术的概念及其作用机理

1.2.3 优势菌技术在难降解污水中的应用

1.2.4 优势菌技术的研究现状与发展方向

1.3 本课题实施背景、意义、目的及研究内容

1.3.1 课题实施背景与意义

1.3.2 课题实施目的及研究内容

第二章 实验材料、方案及仪器设备

2.1 实验材料

2.1.1 菌剂来源

2.1.2 实验用难降解有机废水来源、特点

2.1.3 实验用活性污泥来源

2.2 主要实验仪器及药品

2.2.1 实验仪器

2.2.2 实验药品

2.3 实验主要测试项目及测试方法

2.3.1 实验分析项目表

2.3.2 实验主要分析项目简介

2.4 实验装置及工艺流程

2.4.1 实验装置

2.4.2 工艺流程

2.5 实验方案

2.5.1 优势菌活化

2.5.2 优势菌最佳运行条件实验

2.5.3 耐冲击负荷实验

2.5.4 微生物降解动力学实验

2.5.5 长效作用实验

第三章 优势菌最佳运行条件实验

3.1 优势菌投加量范围实验

3.1.2 实验原理

3.1.2 实验步骤

3.1.2 实验结果与讨论

3.2 优势菌反应条件正交实验

3.2.1 实验步骤

3.2.2 实验结果与讨论

3.3 对照实验

3.3.1 实验步骤

3.3.2 实验结果与讨论

3.4 曝气量实验

3.4.1 实验原理与步骤

3.4.2 实验结果与讨论

3.5 曝气时间实验

3.5.1 实验原理与步骤

3.5.2 实验结果与讨论

3.6 温度影响实验

3.6.1 温度对反应系统的影响及实验步骤

3.6.2 实验结果与讨论

3.7 本章小结

第四章 耐冲击负荷实验

4.1 实验原理与步骤

4.2 实验结果与讨论

4.3 本章小结

第五章 活性污泥系统微生物降解动力学方程

5.1 活性污泥系统降解动力学原理

5.1.1 指数速度模型

5.1.2 有机废水降解过程与降解反应速度方程的拟合性

5.2 实验步骤

5.3 实验结果与讨论

5.4 本章小结

第六章 优势菌剂长效作用实验

6.1 实验原理

6.2 实验设备及步骤

6.3 系统的水质处理效果

6.3.1 系统处理出水 TCOD、SCOD情况比较

6.3.2 污水SS值变化比较

6.3.3 污水氨氮处理效果比较

6.4 活性污泥性状分析

6.5 本章小结

第七章 结 论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

谢 辞