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生物流化床处理含氯漂白废水之研究
作 者: 谢澄
导 师: 陈中豪
学 校: 华南理工大学
专 业: 制浆造纸工程
关键词: 含氯漂白废水 生物流化床 驯化挂膜 化学絮凝
分类号: X793
类 型: 博士论文
年 份: 2002年
下 载: 317次
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内容摘要
首先阐述了当今世界环境压力的日趋严重性,分析了我国造纸工业所面临的严峻环境形势,提出了治理含氯漂白废水的重要性和必要性。然后探讨了流态化技术的原理以及其与生物膜法相结合处理废水的优点和特点,根据自己的想法结合前人的经验设计加工了一套内循环生物流化床反应装置,并以此装置进行了实验室下生物流化床的流体动力学、微生物驯化挂膜、生物膜降解底物的动力学、对含氯漂白废水的处理以及二沉池化学絮凝处理等的研究。 采用生物流化床处理工艺处理含氯漂白废水。含氯漂白废水比例为70%,TOCl为52mg/L左右,色度为1487C.U左右,补加营养物质使COD增加为1250mg/L左右,BOD为400mg/L左右的情况下泵入流化床中,在水力停留时间为6小时,进气流量为0.75m~3/h,常温下处理。流化床中载体体积含率为6%,载体上附着有驯化挂膜良好的生物膜。流化床的出水在二沉池中加入絮凝剂处理,絮凝剂和助凝剂分别为PAC和PAM,用量分别为200mg/L和5mg/L,最后出水COD为125mg/L,去除率达89.7%;出水BOD为30mg/L,去除率92.5%:色度为135C.U,去除率达91%:出水TOCl小于1mg/L,去除率达到98.4%:出水TSS为85mg/L,VSS为65mg/L,基本达到国家排放标准。总的运行成本约为0.8元/m~3废水。经与其他处理方法进行比较,证明本工艺路线具有处理效果好,启动容易,适应性强,抗冲击能力强,成本较低等特点,具有良好的发展前景。 另外,对自行设计的流化床的流体力学性能和传质性能进行了研究,认为在一定范围内提高气体流量有利于缩短循环时间和停留时间,还会提高氧传递效率,增加气含率。但过高的气体流速会因为内部质点运动剧烈而导致微生物挂膜困难,并使生成的生物膜容易脱落,另外还会带来载体流失的问题。认为实际操作流量可控制在初始流化气速附近。实验还证明,内循环三相流化床中的载体加入量增加时,同样气体流量下氧传递效率下降;循环时间与混合时间均缩短,气含率下降。 对生物流化床的启动进行了研究,采用保持一定的进水负荷,逐步增加进水中漂白废水比例的方法进行驯化挂膜。经过约40天的驯化挂膜处理以后,可以对
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全文目录
摘要 14-16 Abstract 16-18 符号表 18-21 第一章 绪论 21-34 1.1 人类社会面临严峻的环境问题 21-22 1.2 造纸工业的环境污染问题 22-23 1.3 环境保护的发展历程 23-27 1.2.1 产业革命以前 24 1.2.2 三废治理时期 24-25 1.2.3 综合治理阶段 25-26 1.2.4 可持续发展阶段 26-27 1.4 漂白废水的污染状况及治理研究进展 27-30 1.4.1 漂白废水的污染状况 27-29 1.4.2 中段(漂白)废水的治理研究进展 29-30 1.5 本论文的背景和意义 30-32 1.5.1 含氯漂白废水治理研究的重要性 30-31 1.5.2 现有漂白废水的治理技术还不够成熟 31-32 1.5.3 生物流化床技术的应用研究还有待深入 32 1.6 论文研究内容 32-33 参考文献 33-34 第二章 内循环三相生物流化床的构造及设计原理 34-53 2.1 流态化技术的简介 34-35 2.2 流化床生物膜法的原理及其发展现状 35-38 2.2.1 生物膜法处理废水的原理 35 2.2.2 生物膜的结构及生物膜法处理废水的特征 35-37 2.2.3 流化床生物膜法的原理及分类 37-38 2.3 流化床生物膜法处理废水的研究现状 38-40 2.4 流化床技术运用于废水处理领域的优点及存在的问题 40-42 2.5 内循环三相生物流化床的构造及设计原理 42-50 2.5.1 生物流化床反应器的设计及操作的影响因素 42-43 2.5.2 气体分布装置 43-44 2.5.3 三相分离装置 44-47 2.5.4 强化紊动装置 47-48 2.5.5 流化床床体的设计 48-49 2.5.6 流化床载体及固含率的选择 49-50 2.6 本章小结 50-51 参考文献 51-53 第三章 生物流化床的流体力学与传质性能研究 53-64 3.1 实验流程、所用材料及仪器设备 53-54 3.1.1 实验装置及流程 53 3.1.2 载体 53-54 3.1.3 实验仪器 54 3.2 实验方法 54-56 3.2.1 氧传递性能 54-55 3.2.2 水力混合特性 55-56 3.2.3 相含率 56 3.3 结果与讨论 56-62 3.3.1 氧传递效率K_kα 57-60 3.3.2 混合时间 T_M和循环时间T_c 60-61 3.3.3 不同气流量下的气含率 61-62 3.4 结论 62-63 参考文献 63-64 第四章 生物流化床驯化挂膜的研究 64-87 4.1 含氯漂白废水可生化处理性的研究 64-69 4.1.1 废水来源及性质 64 4.1.2 实验仪器与方法 64-67 4.1.3 实验结果与结论 67-69 4.2 生物膜的驯化与培养 69-83 4.2.1 驯化挂膜方法、材料及检测手段 69-73 4.2.2 驯化挂膜过程的描述 73-76 4.2.3 驯化过程COD的去除效果的变化 76-78 4.2.4 流化床驯化挂膜过程微生物脱氢酶活性的变化 78-80 4.2.5 驯化挂膜过程生物膜量及生物膜厚度的变化 80-81 4.2.6 生物膜比干密度在驯化挂膜期间的变化 81-82 4.2.7 驯化挂膜结束后流化床稳定运行时出水的污染浓度 82-83 4.3 驯化挂膜方式的改进 83-85 4.6 结论 85 参考文献 85-87 第五章 微生物在载体表面的固定机理及生长模型 87-99 5.1 微生物在载体表面的固定及生长机理 87-89 5.1.1 微生物向载体表面的运送 87-88 5.1.2 可逆附着过程 88 5.1.3 不可逆附着过程 88-89 5.1.4 固定微生物的增长 89 5.2 流化床中生物膜增长动力学模型的研究 89-96 5.2.1 生物膜增长动力学模型的推导 89-92 5.2.3 有关动力学常数的确定方法及模型的验证 92-93 5.2.3 实验结果与讨论 93-96 5.3 结论 96-97 参考文献 97-99 第六章 生物流化床运行状况的研究 99-121 6.1 流化床处理水对象的性质 99 6.2 水力停留时间(HRT)对流化床运行的影响 99-104 6.2.1 HRT对生物膜生长的影响 99-101 6.2.2 HRT对流化床去污能力的影响 101-104 6.3 气体流量及分布对流化床运行效果的影响 104-106 6.3.1 进气流量对流化床处理效果的影响 104-106 6.3.2 实验条件下的氧利用率 106 6.4 流化床耐冲击负荷实验 106-109 6.4.1 有机质负荷冲击的影响 106-108 6.4.2 水力负荷冲击对流化床的影响 108-109 6.4.3 意外停机对流化床运行状况的影响 109 6.5 生物流化床稳定操作时的状况 109-111 6.6 二沉池的处理方法及效果 111-113 6.6.1 流化床出水的沉降性能 112 6.6.2 添加絮凝剂加速二沉池固液分离的研究 112-113 6.7 生物流化床全流程处理的效果 113-114 6.8 生物流化床法的优点与特点 114-116 6.8.1 生物流化床法的优点和特点 114-115 6.8.2 生物流化床法处理含氧漂白废水与其他处理法的比较 115-116 6.9 流化床处理含氯漂白废水时出现的一些问题及其处理对策 116-118 6.9.1 载体脱膜问题 116-117 6.9.2 泡沫问题 117-118 6.10 结论 118-119 参考文献 119-121 第七章 流化床生物膜降解有机物的动力学模型研究 121-130 7.1 推导废水生物处理数学模型的几点假定 121 7.2 一些重要关系式的推导 121-124 7.2.1 微生物增长与底物降解的基本关系式 121-122 7.2.2 出流底物浓度(S_e)和微生物平均停留时间(θ_c)之间的关系 122-123 7.2.3 反应器的负荷率与θ_c之间的计算模式 123-124 7.2.4 微生物净增长系数Y(obs)与θ_c的关系式 124 7.3 生化反应动力学系数的测定实验 124-125 7.3.1 废水的来源及污染负荷 124-125 7.3.2 有关流化床运行数据的测定方法 125 7.4 实验结果与讨论 125-128 7.4.1 流化床运行结果 125-126 7.4.2 难降解物质的浓度S_n及K_2的值 126 7.4.3 Y、K_d值的确定 126-127 7.4.4 有关动力学模型的表达式及其验证 127-128 7.5 结论 128-129 参考文献 129-130 总结 130-133 攻读学位期间发表的文章 133-134 致谢 134
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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 轻工业废物处理与综合利用 > 造纸工业
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