乳化液废水深度回用处理研究

摘要

乳化液废水成分复杂（主要含油、乳化剂和表面活性剂），有机物含量高，油含量高，性质稳定，难降解，能长期滞留在水体和土壤中，污染强度大。因此，对乳化液废水进行零排放/回用深度处理具有重要意义。双膜技术作为高效深度处理技术，近年来在废水回用中得到广泛应用，然而膜技术在处理乳化液废水过程中形成的膜污染制约了它的工业化应用。
　　本研究以北京生态岛物化车间乳化液废水收集、处理处置为基础，分析乳化液废水破乳后的水质特点，通过实验室小试，研究高级氧化-光合细菌(PSB)生化组合工艺强化双膜处理的效果及可行性，并采用动态超滤-反渗透膜研究了深度回用处理的可行性及稳定性。试验首先考察了超声波、臭氧、Fenton几种高级氧化技术对乳化液废水可生化性的影响，同时探讨了提高可生化性效果最佳的Fenton氧化技术的使用条件;再对Fenton氧化清液进行PSB生化处理，探究了光合细菌的生长规律及培养条件，考察光照、DO和HRT等条件对光合细菌处理废水效果的影响，并通过固定化方法强化光合细菌的处理;然后利用超滤-反渗透(UF-RO)进行深度处理，确定运行过程中温度、压力、清洗周期等工艺参数，分析双膜处理效果及膜污染状况。结果表明:
　　(1)在提高破乳后的乳化液废水可生化性的效果上，Fenton氧化＞超声波氧化＞臭氧氧化。Fenton氧化体系不仅能提高废水的可生化性，还能降解去除废水中具发色基团的有机物质，使出水呈无色。当Fenton氧化初始pH为2.5，投加Fe2+为2500mg/L，[H2O2]/[Fe2+](mol/mol)比为40，反应1h后，在pH为9.0～10.0的条件下静置沉降，可以使废水的B/C由0.16提高到0.52，对废水CODCr的去除率为60.8％。
　　(2)试验对光合细菌生长规律及培养条件进行分析，确定了光合细菌的生长周期为7天左右，菌体的对数期在培养后的2～4天。对光合细菌生化处理Fenton氧化清液过程的调试和优化，确定在光照微曝气条件下，海藻酸钠包埋的光合细菌处理具有停留时间短、有机物降解效率高的效果。将海藻酸钠包埋的光合细菌与氧化清液按1∶4的比例混合，调节混合液pH为7.0～8.0，在30℃恒温光照微曝气条件下，当水力停留时间为60h时，废水CODCr去除效果可以达到73.5％。
　　(3)利用UF-RO处理光合细菌生化出水，结果表明运行膜污染主要为可逆污染。试验确定了系统运行的参数，超滤在进水压力0.1MPa、进水流量1LPM、产水率90％的条件下常温、恒压错流过滤;反渗透在投加40mg/L高盐阻垢剂、进水流量0.1LPM、产水率50％的条件下恒速过滤，脱盐率达98.1％，硫酸根去除率为97.9％，总硬度去除率为99.5％。
　　(4)以试验结果为基础，拟定乳化液废水采用Fenton氧化-海藻酸钠包埋的光合细菌生化处理，生化出水采用UF-RO处理，组合技术可行，并且可以强化处理效果。出水无色呈中性，CODCr从2224.3mg/L降为63.7mg/L，硫酸根从7078mg/L降至148.6mg/L，出水水质基本满足《再生水用作工业用水水源的水质标准》(GBT19923-2005)。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 乳化液废水的来源

1．1．2 乳化液废水的性质

1．1．3 乳化液废水的危害

1．2 乳化液废水深度处理技术及研究现状

1．2．1 光合细菌技术

1．2．2 高级氧化法

1．2．3 膜分离法

1．3 研究内容

1．4 技术路线

1．5 研究创新点

2 乳化液废水水质分析及评价

2．1 分析仪器及方法

2．1．1 仪器设备

2．1．2 分析检测方法

2．2 废水主要成分及水质特点分析

2．3 乳化液废水有机物分子量分布分析

2．4 废水色度的成因分析

2．5 废水可生化性分析

2．6 本章小结

3 提高乳化液废水可生化性的技术方法研究

3．1 研究目的

3．2 提高破乳乳化液废水可生化性的技术方法研究

3．2．1 超声波氧化对乳化液废水可生化性的影响

3．2．2 臭氧氧化对乳化液废水可生化性的影响

3．2．3 Fenton氧化对乳化液废水可生化性的影响

3．3 本章小结

4 光合细菌处理Fenton氧化清液的研究

4．1 试验材料与方法

4．1．1 试验装置

4．1．2 试验水样

4．2 光合细菌的培养及生长规律的研究

4．2．1 光合细菌的培养

4．2．2 光合细菌的生长规律

4．2．3 光合细菌生长的几个影响因素

4．2．4 光合细菌的驯化

4．3 光合细菌处理Fenton氧化清液的效果

4．3．1 光照和溶解氧对PSB处理效果的影响

4．3．2 不同HRT对CODCr去除效果的影响

4．4 包埋固定光合细菌强化处理效果

4．4．1 包埋材料的选择

4．4．2 海藻酸钠包埋PSB的方法

4．4．3 海藻酸钠固定化光合细菌对CODCr的去除效果

4．5 本章小结

5 UF-RO深度处理生化出水的效果研究

5．1 试验装置

5．2 超滤处理效果分析

5．2．1 超滤运行参数的确定

5．2．2 超滤处理效果分析

5．2．3 超滤产水对反渗透的影响评价

5．3 反渗透处理效果研究

5．3．1 阻垢剂的筛选

5．3．2 反渗透处理效果分析

5．3．3 反渗透处理出水水质

5．4 乳化液废水处理方案设计

5．5 本章小结

6 结论及建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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