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两种不同生化反应器中浮选药剂的去除过程研究

作　者: 林梓河
导　师: 宋卫锋
学　校: 广东工业大学
专　业: 环境工程
关键词: 接触氧化反应器 SBR反应器浮选药剂影响因素动力学机理分析
分类号: X751
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

硫化矿浮选废水的净化与回用是当前我国有色金属矿山面临的重大环保问题,同时也是重大清洁生产问题。随着国家环保法规的日益完善和严格,大部分企业都选择通过一定的物化处理后再回用,然而物化处理系统并不具有去除有机性的选矿药剂的功能,有时回用水中的选矿药剂会影响到选矿指标。因此,对选矿废水进行生化深度处理不仅有助于消除废水中有机浮选药剂对选矿指标的影响,同时也作为紧急情况下排放废水的技术保障。浮选废水的生化处理仍处于实验室研究阶段,没有工程先例。因此,研究两种不同的生化反应器中浮选药剂的去除过程,为选矿废水的工程设计提供理论指导,具有重要的意义。本论文采用接触氧化反应器和序批式生物反应器(SBR)进行模拟选矿废水处理的实验室研究,首先启动两个反应器,最终得到具有降解浮选药剂的生物膜和活性污泥；确定两个反应器的最佳停留时间,并考察pH、硫化钠、硫酸根及葡萄糖对有机药剂降解效果的影响；重点分析了苯胺黑药的好氧降解动力学,对苯胺黑药的厌氧降解和好氧降解的中间产物也进行了初步分析。主要研究结论如下：(1)本试验研究了两个不同反应器生化处理选矿废水的启动情况,结果表明两个不同反应器均能成功启动,处理效果达到预期目的。接触氧化反应器启动过程分挂膜—驯化—运行三个阶段,历时64天。SBR反应器采用直接培养驯化方式启动,逐步提高废水中选矿药剂浓度,在第22天达到驯化浓度,出水水质稳定,COD保持在120mg/L左右。(2)本试验分别研究两个不同反应器降解浮选药剂的最佳水力停留时间、酸碱度、硫化钠、硫酸根及葡萄糖对降解效果的影响。试验结果得出,接氧反应器的最佳停留时间为为8小时,SBR反应器的最佳停留时间为2小时；接触反应器和SBR反应器进水pH保持在6-7之间,有利于去除水的有机药剂；接触氧化反应器对硫化钠的承受浓度达120mg/L, SBR反应器中,当硫化钠的浓度在80mg/L时,三种药剂的去除率均有所下降,当硫化钠的浓度在120mg/L时,三种药剂的去除率下降较为明显,较接触氧化反应器承受能力低；两个反应器中微生物对硫酸根离子浓度的承受浓度均较高,分别达到6000mg/L和7000mg/L；葡萄糖加入量为0.1mg/L时,两个反应器中微生物对废水中化合物的降解能力明显提高。(3)本试验对苯胺黑药好氧降解动力学进行分析,得到动力学方程St=61.68e-0.847t,对回归方程的拟合精度进行检验,拟合精度检验得到样本的动力学回归方程的复相关系数平方R2,为0.9778,接近1,说明在试验条件下,回归模型对样本数据的拟合精度较高,用一级反应动力学模型描述苯胺黑药的降解动力学是合理的。(4)本试验对苯胺黑药进行厌氧和好氧生物降解机理进行初步探讨,得出苯胺黑药的厌氧生物降解和好氧生物降解可能存在两种相同的中间产物,但限于时间和实验条件,未能确定具体的化学式,有待进一步研究。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-11
CONTENTS  11-14
第一章绪论  14-22
  1.1 本研究课题的来源、目的及意义  14-15
  1.2 浮选废水的来源及其危害  15-16
  1.3 浮选废水中污染物质的毒性及回用后的影响  16-17
  1.4 浮选废水净化与资源化利用现状  17-20
    1.4.1 化学法国内外研究现状  17-19
    1.4.2 生物法国内外研究现状  19-20
  1.5 本课题研究的内容、基本思路和创新点  20-22
    1.5.1 研究内容  20
    1.5.2 可行性分析  20-21
    1.5.3 本课题创新点  21-22
第二章试验研究方法  22-30
  2.1 试验设备与试剂  22
    2.1.1 试验设备  22
    2.1.2 试验药品  22
  2.2 试验装置  22-24
    2.2.1 氧化接触法装置  23
    2.2.3 SBR法装置  23-24
  2.3 供试材料  24
    2.3.1 接种污泥  24
    2.3.2 试验用水  24
  2.4 试验方法与步骤  24-26
  2.5 试验监测项目与分析方法  26-30
    2.5.1 黄药的紫外扫描谱图及标准工作曲线  26-27
    2.5.2 苯胺黑药的紫外扫描谱图及标准工作曲线  27-28
    2.5.3 乙硫氮的紫外扫描谱图及标准工作曲线  28-30
第三章试验装置的启动  30-35
  3.1 接触氧化装置的启动  30-33
    3.1.1 挂膜  30-31
    3.1.2 生物膜的驯化  31-33
  3.2 SBR反应器启动  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章两种反应器生物降解有机药剂的特性研究  35-53
  4.1 最佳停留时间  35-39
    4.1.1 接触氧化反应器最佳停留时间  35-37
    4.1.2 SBR反应器最佳停留时间  37-39
  4.2 pH的影响  39-40
    4.2.1 pH对接触氧化反应器降解效果的影响  39-40
    4.2.2 pH对SBR反应器降解效果的影响  40
  4.3 硫化钠的影响  40-44
    4.3.1 硫化钠对接触氧化反应器降解效果的影响  41-42
    4.3.2 硫化钠对SBR反应器降解效果的影响  42-44
  4.4 硫酸根的影响  44-47
    4.4.1 硫酸根对接触氧化反应器降解效果的影响  44-46
    4.4.2 硫酸根对SBR反应器降解效果的影响  46-47
  4.5 外加碳源的影响  47-51
    4.5.1 葡萄糖对接触氧化反应器降解效果的影响  47-49
    4.5.2 葡萄糖对SBR反应器降解效果的影响  49-51
  4.6 本章小结  51-53
第五章苯胺黑药好氧降解的动力学分析  53-56
  5.1 指数速率模型  53
  5.2 动力学方程回归  53-54
  5.3 动力学方程回归检验  54-56
第六章苯胺黑药生物降解的机理探讨  56-63
  6.1 苯胺黑药的性质  56-57
  6.2 苯胺黑药的厌氧生物降解探讨  57
  6.3 苯胺黑药的好氧生物降解探讨  57-58
  6.4 苯胺黑药的生物降解分析试验  58-63
    6.4.1 微生物的培养  58
    6.4.2 仪器与方法  58-59
    6.4.3 结果与分析  59-63
结论及建议  63-65
参考文献  65-69
攻读硕士期间发表的论文  69-71
致谢  71

两种不同生化反应器中浮选药剂的去除过程研究

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