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复合厌氧—化学沉淀-A/O处理有机胺废水的研究

作　者: 陈民东
导　师: 张胜
学　校: 河北工程大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 复合厌氧反应器化学沉淀 A/O工艺有机胺废水
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

江山化工排放的有机胺废水TN含量高、浓度变化大,并含有一定量有毒有害物质,原有污水处理系统存在处理量有限、出水不达标及运行费用高等缺点。本课题提出了以复合厌氧-化学沉淀-A/O组合工艺对原系统进行改造,在实验室条件下研究了各单元对有机胺废水的处理效果,确定出各段适宜的运行条件与操作参数,并将该工艺用于实际工程的改造。作为预处理的复合厌氧反应器在常温下73d左右培养出了颗粒污泥,顺利启动。在最佳HRT=1.85d,最佳容积负荷为1.543～2.701kgCOD/（m³·d）时,COD去除率能保持在50%左右,有机胺转化率维持在60%以上。同时经过厌氧消化原水B/C值从0.263提高到0.362,为进一步生化处理提供了条件。化学沉淀法去除氨氮采用MgCl₂·6H₂O与Na₂HPO₄·12H₂O作为沉淀剂,考察了pH、n（P）:n（N）、n（Mg）:n（N）与初始氨氮浓度对氨氮去除率与磷酸盐利用率的影响,通过多指标正交试验与单因素优化试验确定出最佳pH=9.5,n(Mg²⁺):n（NH₄⁺）:n(PO₄^3-)=1.2:1:1.1,此时氨氮去除率为90.81%,磷酸盐利用率为97.34%,残磷量为27.67mg/L。A/O工艺作为后续处理,最佳运行条件为:pH控制在7～8、A段DO＜0.5mg/L,O段DO＞4.0mg/L、温度维持在25℃。最佳操作参数:总HRT=30h,其中A段HRT=7.5h,O段HRT=22.5h、SRT=30d、内回流比R=3.0。实际工程设计规模为1000m³/d,复合厌氧池设计容积负荷为2kgCOD/（m³·d）,HRT=44.5h,填料层与污泥层高度比为5:2。预曝气池前段依靠曝气吹脱去除部分氨氮及污染物,后段作为曝气絮凝池,设计絮凝时间为20min。A/O池总HRT为32h,其中A池HRT为8h,O池HRT为24h。内回流比为300%,污泥回流比为50%。经过100d左右的调试,工程正常运行。在进水COD_Cr平均值为3973mg/L,TN平均值为810mg/L时,组合系统COD总去除率为90.8%,BOD去除率为97.04%,平均出水氨氮浓度小于50mg/L。另外对石油类、挥发酚、硫化物、氰化物的去除效果也很理想。这充分证明了复合厌氧-化学沉淀-A/O组合工艺适合于有机胺废水的处理,为其他类似废水的处理提供了有力借鉴,具有一定的推广价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-18
  1.1 课题背景  11-13
    1.1.1 我国水污染现状  11-12
    1.1.2 有机胺废水的特点  12
    1.1.3 有机胺废水的危害  12-13
    1.1.4 二甲基甲酰胺(DMF)与二甲基乙酰胺(DMAC)简介  13
  1.2 课题来源  13-17
    1.2.1 江山化工污水处理状况  13-14
    1.2.2 原污水处理系统概况  14-17
  1.3 课题研究目的与意义  17-18
第2章有机胺废水处理工艺的选择  18-30
  2.1 有机胺废水处理技术  18-20
    2.1.1 化学法  18
    2.1.2 物化法  18-19
    2.1.3 生物法  19-20
  2.2 厌氧生物处理  20-23
    2.2.1 厌氧生物处理基本原理  20-22
    2.2.2复合厌氧反应器(HAR)的应用  22-23
  2.3 化学沉淀法处理氨氮废水  23-25
    2.3.1 化学沉淀法基本原理  23-24
    2.3.2 化学沉淀法处理氨氮废水的应用  24-25
  2.4 生物脱氮工艺  25-27
    2.4.1 生物脱氮原理  25-26
    2.4.2 缺氧-好氧活性污泥法生物脱氮工艺  26-27
    2.4.3 A/O工艺的应用  27
  2.5 工艺选择思路  27-29
    2.5.1 预处理工艺  28
    2.5.2 氨氮去除工艺  28
    2.5.3 后续处理工艺  28
    2.5.4 工艺流程的确定  28-29
  2.6 主要研究内容  29-30
第3章复合厌氧反应器预处理单元试验研究  30-45
  3.1 试验水质与试验装置  30-31
  3.2 检测项目与方法  31
  3.3 试验研究与结果  31-36
    3.3.1 HAR的启动与运行  31-34
    3.3.2 出水B/C及污泥SMA的变化  34-36
  3.4 处理效果的影响因素  36-44
    3.4.1 进水水质  36-37
    3.4.2 水力停留时间(HRT)  37-39
    3.4.3 有机负荷与容积负荷  39-41
    3.4.4 挥发性脂肪酸(VFA)与碱度(ALK)  41-42
    3.4.5 温度与pH  42-43
    3.4.6 厌氧回流泵开启次数与时间  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章化学沉淀法去除氨氮的试验研究  45-57
  4.1 MAP沉淀法反应机理  45-47
    4.1.1 化学平衡理论  45
    4.1.2 沉淀-溶解理论  45-47
  4.2 试验研究  47-49
    4.2.1 药剂的选择  47-48
    4.2.2 操作条件的确定  48-49
  4.3 正交试验设计  49-52
  4.4 单因素优化试验  52-56
    4.4.1 pH的影响  52-54
    4.4.2 n(Mg):n(N)的影响  54-55
    4.4.3 n(P):n(N)的影响  55-56
  4.5 本章小结  56-57
第5章后续A/O工艺试验研究  57-69
  5.1 试验装置与方法  57
  5.2 污泥的接种与培养  57-59
  5.3 正式试验研究  59-62
    5.3.1 COD_(Cr)的变化  60
    5.3.2 氨氮的变化  60-61
    5.3.3 TN的变化  61
    5.3.4 TP的变化  61-62
  5.4 工艺参数的确定  62-66
    5.4.1 水力停留时间(HRT)  62
    5.4.2 污泥COD_(Cr)TN负荷  62-64
    5.4.3 回流比  64-65
    5.4.4 污泥龄  65-66
  5.5 处理效果的影响因素  66-68
    5.5.1 C/N  66-67
    5.5.2 DO  67
    5.5.3 碱度与pH  67-68
    5.5.4 温度  68
  5.6 本章小结  68-69
第6章实际工程改造与运行概况  69-79
  6.1 工程改造情况  69-72
    6.1.1 工艺流程与排放标准  69
    6.1.2 主要构筑物、设备及工艺参数  69-70
    6.1.3 主要构筑物简介  70-72
  6.2 工程的调试运行  72-76
    6.2.1 厌氧池调试运行  72-73
    6.2.2 预曝气池加药  73
    6.2.3 A/O系统调试运行  73-75
    6.2.4 系统联合运行状况  75-76
  6.3 调试运行中出现的问题  76-78
  6.4 本章小结  78-79
第7章结论与建议  79-81
  7.1 结论  79-80
  7.2 建议  80-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
作者简介  85
攻读硕士学位期间发表的论文  85

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