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铁碳微电解处理高浓度酒精废水研究

作　者: 郑婧
导　师: 赫俊国
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 市政工程
关键词: 铁碳微电解酒精废液工艺组合温室气体
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

酒精作为一种替代能源,发展前景十分广阔,而酒精生产中产生的废液浓度高,数量多,如直接排放,污染十分严重。随着我国污水排放标准要求日益严格,以传统厌氧好氧为主体的工艺难以满足排放要求,如何实现高浓度酒精废水处理达标排放,是当前研究的热点。对于酒精废液,常规厌氧处理过程中产生大量温室气体甲烷（强度是二氧化碳的20倍）,其产生的温室效应对环境造成危害极大,甲烷减排是今后环保的一个新趋势。基于上述原因,论文对铁碳微电解+活性污泥法、活性污泥法+铁碳微电解+活性污泥法进行研究,分析实验工艺对酒精废水的处理效果及对温室气体减排的效果。试验中通过静态方式,首先确定铁碳微电解工艺运行最佳工况,采用正交试验法和单因素分析,确定其最佳工况为:铁碳比3:1;铁水比125:500;反应时间2h。在“铁碳微电解+活性污泥法”实验中,以铁碳微电解作为预处理工艺,可以有效的去除污水中的有机物质含量。经处理后,原水CODcr由40000⁵0000mg/L降到14000mg/L,去除率最高可达70%;铁碳出水采用活性污泥法处理,经生化降解CODcr可达到3000mg/L以下,试验工艺的处理效率达到90%以上。在“活性污泥法+铁碳微电解+活性污泥法”试验中,以铁碳微电解作深度处理工艺,有效降解难生化有机物,提高其可生化性。经过一个半月的生化处理,CODcr由原水42000⁵0000mg/L降到3000mg/L以下;当出水CODcr稳定不变时,采用铁碳微电解处理,其B/C由0.23升至0.54,CODcr由3000 mg/L降到1434.24mg/L;铁碳出水继续采用生化处理, CODcr可达到300mg/L以下,优于酒精行业排放标准,实验工艺CODcr去除率为95%以上。根据Hover产甲烷量计算式VCH₄=0.35（QSr-1.22QX）,可确定甲烷的产气量与进水的有机物浓度呈正相关。采用铁碳工艺作为预处理方法,TOC大幅度减少,即减少了温室气体的碳源。铁碳微电解作为预处理时,通常CODcr去除率为50%,由Hover公式计算,当处理量为2500m³时,可以得到减少甲烷气体产量为5,565m³/d,即每立方污水减少2,226m³CH₄/ m³污水,相当于二氧化碳为111,300 m³/d。铁碳微电解作为预处理方法,其电絮凝的作用优于传统混凝剂,研究中与常规的混凝药剂进行经济比较,在相同处理率50%时,常规絮凝剂处理成本最佳为6元/m³污水,而铁碳微电解处理成本为0.22元/m³污水。本课题针对大庆市某酒精厂高浓度酒精废水的特点,提出不同的工艺组合,进行工艺的试验机理研究。主要采用铁碳微电解和活性污泥法的组合工艺,利用微电解的氧化还原和电絮凝,作为预处理和深度处理方式,使出水效果可以达到国家污水综合排放标准,并且实现了温室气体的减排,减少了温室效应。此外,铁碳微电解工艺操作简单,运行稳定,成本低廉,是综合经济效益,社会效益,和环境效益于一体的处理工艺。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-28
  1.1 课题背景、目的与意义  11-12
    1.1.1 课题背景  11-12
    1.1.2 课题研究的目的和意义  12
  1.2 国内外研究现状及分析  12-26
    1.2.1 铁碳微电解研究现状及分析  12-22
    1.2.2 酒精废液水质特点及处理现状  22-26
  1.3 课题研究内容  26-28
第2章试验工艺及分析方法  28-32
  2.1 试验地说明与原水分析  28-29
    2.1.1 试验地说明  28
    2.1.2 原水分析  28-29
  2.2 处理工艺选择与确定  29
  2.3 试验工作安排  29-31
  2.4 试验装置及分析方法  31-32
第3章铁碳反应最佳反应工况的确定  32-41
  3.1 试验材料的来源与预处理  32-33
    3.1.1 试验材料来源  32-33
    3.1.2 铁屑与焦炭预处理  33
  3.2 试验原水  33
  3.3 最佳工况值的确定  33-38
    3.3.1 操作步骤  33-34
    3.3.2 正交试验  34-35
    3.3.3 接触反应时间对处理效果的影响  35-36
    3.3.4 铁碳比对处理效果的影响  36-37
    3.3.5 铁水比对处理效果的影响  37-38
  3.4 根据溶出铁离子对最佳工况值进行校核  38-40
    3.4.1 实验操作方法  38
    3.4.2 铁碳比对溶铁量的影响  38-39
    3.4.3 反应时间对溶铁量的影响  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章铁碳微电解预处理酒精废水的试验  41-49
  4.1 试验条件与方法  41-42
    4.1.1 工艺装置流程与操作  41-42
  4.2 试验结果与分析  42-45
    4.2.1 原水水质分析  42-43
    4.2.2 组合工艺一各阶段处理效果  43-45
  4.3 温室气体减排量分析与计算  45-48
    4.3.1 产甲烷量与COD的换算关系  45-46
    4.3.2 试验分析  46-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章铁碳微电解作为深度处理的工艺试验  49-59
  5.1 试验装置  49
  5.2 试验步骤  49-50
  5.3 试验结果与分析  50-57
    5.3.1 活性污泥处理原水试验  50-51
    5.3.2 嗜酸菌群的特性分析  51-52
    5.3.3 正交试验选择最佳工况的确定  52-53
    5.3.4 单因素分析试验  53-55
    5.3.5 铁屑形状对深度处理影响效果  55-57
  5.4 活性污泥法处理铁碳工艺出水  57-58
  5.5 本章小结  58-59
第6章铁碳微电解与其他预处理工艺经济比较  59-67
  6.1 试验仪器与方法  59-60
    6.1.1 试验仪器  59
    6.1.2 试验方法  59-60
  6.2 混凝沉淀试验结果与分析  60-65
    6.2.1 混凝剂的筛选  60-61
    6.2.2 混凝剂用量对处理效果的影响  61-63
    6.2.3 混凝剂种类对处理效果的影响  63-65
  6.3 技术经济比较  65-66
  6.4 本章小结  66-67
结论  67-69
参考文献  69-73
致谢  73

铁碳微电解处理高浓度酒精废水研究

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