硫酸盐还原—甲烷化两相厌氧处理盐酸金霉素废水的试验研究

【摘要】：盐酸金霉素生产废水属于成分复杂且不易处理的有机废水，尤其是废水中含有高浓度的硫酸盐，使得废水的厌氧处理更加困难。本试验采用两级上流式厌氧污泥床（UASB），在两级反应器中分别用来降低废水中硫酸盐和COD的含量。尽可能在第一级UASB中去除废水中的硫酸盐，削弱硫酸盐的生物还原产物对第二级UASB中产甲烷作用的影响，降低沼气中硫化氢对管道的腐蚀以及沼气的经济利用，实现沼气真正清洁能源的价值。试验中，分析和总结了两级UASB反应器在不同环境作用下稳定行的各项参数，为今后实际工程的中反应器的设计、调试和运行提供一定的参考。论文的主要结论有： （1）对盐酸金霉素废水进行混凝预处理时，选择PAC为50mg/L，PAM为15mg/L的投配组合。室温下，在130r/min时搅拌3min，然后在30r/min时搅拌20min，再静置15min后取上清液测得出水SS的浓度1404mg/L，SS去除率78.4％，满足了UASB反应器对进水SS的要求，同时还具有23.2％的COD去除率和9.2％的SO42-去除率，一定程度上降低了后续反应系统的负担。 （2）试验中，采用高硫酸盐负荷启动硫酸盐还原反应器，最终反应器的SO42-负荷可达到8.2kg/（m3d），HRT为6h，出水SO42-浓度在250mg/L~400mg/L，COD浓度8000mg/L~10000mg/L，硫化物浓度在300mg/L左右，SO42-去除率保持在82％左右，COD去除率在16.5％，系统运行稳定，抗冲击负荷能力强。 （3）盐酸金霉素废水中碳硫比对SRB的影响试验研究表明，硫酸盐还原相UASB中SO42-去除率整体上随着COD/SO42-比值的降低而降低。试验过程中，SO42-还原率曲线的转折点是COD/SO42-值为3.5时，当COD/SO42-3.5时，SO42-还原率在85％以上，COD/SO42-3.5时SO42-还原率迅速下降到65％以下，因此在对盐酸金霉素废水预处理时应保证COD/SO42-3.5。 （4）铁元素对SRB的影响试验研究得出：Fe3+可以抑制SRB对硫酸盐的还原，但是其抑制作用不是持久的；Fe2+可以与S2-产生沉淀，降低了S2-的浓度，减轻了对SRB的毒害作用，整体上提高了硫酸盐的去除率，但同时产生的沉淀使出水发黑；Fe0对SRB还原SO42-几乎没有影响。 （5）吹脱试验中，调节pH在6.2~6.5，吹脱流量为500ml/min，吹脱时间为20min，S2-去除率81％，出水S2-浓度60mg/L，满足产甲烷相对硫化物的要求。吹脱后出水pH在6.8~7.0，同时COD值也有一定的下降，说明在利用重铬酸钾测定COD值时，废水中COD浓度一部分为S2-所提供。 （6）在产甲烷相UASB运行过程中，应严格控制温度条件在。试验中，因温控失效，导致反应器出现了酸败现象，而出水pH值的回馈反应滞后于VFA。酸败后，通过采取及时恢复温控，碱液冲洗反应器以及降低进水负荷等措施，可使反应器恢复正常运行。 （7）当控制反应器温度在35±2℃，pH为6.8~7.2， HRT为24h，以盐酸金霉素废水原水作为进水时，进水COD负荷为9.0kg/（m3d），出水COD浓度1200~1400mg/L，COD去除率达到85.6％。 （8）HRT对产甲烷相的影响研究表明，HRT从24h降低到16h，进水COD达到13.52kg/（m3d），虽然COD去除率降低至72％，但是反应器沼气产量增加到16.2L/d，反应器运行稳定。 【关键词】：两相厌氧 硫酸盐还原 产甲烷 碳硫比
【学位授予单位】：苏州科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X787
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 抗生素类废水的产生及处理现状11-15
• 1.1.1 抗生素生产工艺及水质特点11-12
• 1.1.2 抗生素类废水的污染现状12
• 1.1.3 国内外对抗生素废水的研究12-14
• 1.1.4 抗生素类废水处理的发展趋势14-15
• 1.2 盐酸金霉素废水的产生及处理15-18
• 1.2.1 盐酸金霉素的生产工艺15-16
• 1.2.2 盐酸金霉素废水的处理现状16-18
• 1.3 厌氧生物处理的基本原理18-23
• 1.3.1 厌氧生物处理的优缺点18-20
• 1.3.2 硫酸盐厌氧还原的机理20-23
• 1.3.3 两相厌氧工艺23
• 1.4 UASB 反应器的介绍23-26
• 1.4.1 UASB 反应器的启动与运行24
• 1.4.2 UASB 反应器运行的影响因素24-25
• 1.4.3 UASB 反应器运行常见问题25-26
• 1.5 论文的研究意义和内容26-29
• 1.5.1 研究意义26-27
• 1.5.2 研究目的及内容27-29
• 第二章 试验内容及方法29-33
• 2.1 硫酸盐还原反应试验及预处理29-31
• 2.1.1 试验废水水质及接种污泥29
• 2.1.2 试验装置及条件29-31
• 2.1.3 试验方法31
• 2.1.4 分析方法31
• 2.2 厌氧产甲烷试验及预处理31-33
• 2.2.1 接种污泥31-32
• 2.2.2 试验方法32
• 2.2.3 分析方法32-33
• 第三章 硫酸盐还原相 UASB 的运行研究33-50
• 3.1 混凝预处理33-36
• 3.1.1 混凝作用机理33-34
• 3.1.2 混凝试验运行结果34-36
• 3.2 SO_4~(2-)还原相 UASB 启动阶段36-38
• 3.3 SO_4~(2-)还原相 UASB 负荷运行阶段38-41
• 3.4 SO_4~(2-)还原相 UASB 稳定阶段41-42
• 3.5 不同参数对 SRB 的影响分析42-49
• 3.5.1 COD 的变化分析42-44
• 3.5.2 COD/SO_4~(2-)对 SRB 的影响44-46
• 3.5.3 不同价态的铁元素对 SRB 的影响46-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 产甲烷相 UASB 的运行研究50-64
• 4.1 吹脱试验50-51
• 4.2 产甲烷相 UASB 启动阶段51-53
• 4.3 产甲烷相 UASB 负荷运行阶段53-60
• 4.3.1 COD 变化分析53-57
• 4.3.2 pH 和 VFA 的变化分析57-60
• 4.4 UASB 冲击高负荷试验60-63
• 4.4.1 沼气中 H2S 浓度的分析62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 结论与建议64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 建议65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录71
• 1、作者简历71
• 2、主要发表的论文71
• 3、相关的实践71

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