硫酸鹽還原—甲烷化兩相厭氧處理鹽酸金霉素廢水的試驗研究

【摘要】：鹽酸金霉素生產(chǎn)廢水屬于成分復雜且不易處理的有機廢水，尤其是廢水中含有高濃度的硫酸鹽，使得廢水的厭氧處理更加困難。本試驗采用兩級上流式厭氧污泥床（UASB），在兩級反應器中分別用來降低廢水中硫酸鹽和COD的含量。盡可能在第一級UASB中去除廢水中的硫酸鹽，削弱硫酸鹽的生物還原產(chǎn)物對第二級UASB中產(chǎn)甲烷作用的影響，降低沼氣中硫化氫對管道的腐蝕以及沼氣的經(jīng)濟利用，實現(xiàn)沼氣真正清潔能源的價值。試驗中，分析和總結了兩級UASB反應器在不同環(huán)境作用下穩(wěn)定行的各項參數(shù)，為今后實際工程的中反應器的設計、調(diào)試和運行提供一定的參考。論文的主要結論有： （1）對鹽酸金霉素廢水進行混凝預處理時，選擇PAC為50mg/L，PAM為15mg/L的投配組合。室溫下，在130r/min時攪拌3min，然后在30r/min時攪拌20min，再靜置15min后取上清液測得出水SS的濃度1404mg/L，SS去除率78.4％，滿足了UASB反應器對進水SS的要求，同時還具有23.2％的COD去除率和9.2％的SO42-去除率，一定程度上降低了后續(xù)反應系統(tǒng)的負擔。 （2）試驗中，采用高硫酸鹽負荷啟動硫酸鹽還原反應器，最終反應器的SO42-負荷可達到8.2kg/（m3d），HRT為6h，出水SO42-濃度在250mg/L~400mg/L，COD濃度8000mg/L~10000mg/L，硫化物濃度在300mg/L左右，SO42-去除率保持在82％左右，COD去除率在16.5％，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，抗沖擊負荷能力強。 （3）鹽酸金霉素廢水中碳硫比對SRB的影響試驗研究表明，硫酸鹽還原相UASB中SO42-去除率整體上隨著COD/SO42-比值的降低而降低。試驗過程中，SO42-還原率曲線的轉(zhuǎn)折點是COD/SO42-值為3.5時，當COD/SO42-3.5時，SO42-還原率在85％以上，COD/SO42-3.5時SO42-還原率迅速下降到65％以下，因此在對鹽酸金霉素廢水預處理時應保證COD/SO42-3.5。 （4）鐵元素對SRB的影響試驗研究得出：Fe3+可以抑制SRB對硫酸鹽的還原，但是其抑制作用不是持久的；Fe2+可以與S2-產(chǎn)生沉淀，降低了S2-的濃度，減輕了對SRB的毒害作用，整體上提高了硫酸鹽的去除率，但同時產(chǎn)生的沉淀使出水發(fā)黑；Fe0對SRB還原SO42-幾乎沒有影響。 （5）吹脫試驗中，調(diào)節(jié)pH在6.2~6.5，吹脫流量為500ml/min，吹脫時間為20min，S2-去除率81％，出水S2-濃度60mg/L，滿足產(chǎn)甲烷相對硫化物的要求。吹脫后出水pH在6.8~7.0，同時COD值也有一定的下降，說明在利用重鉻酸鉀測定COD值時，廢水中COD濃度一部分為S2-所提供。 （6）在產(chǎn)甲烷相UASB運行過程中，應嚴格控制溫度條件在。試驗中，因溫控失效，導致反應器出現(xiàn)了酸敗現(xiàn)象，而出水pH值的回饋反應滯后于VFA。酸敗后，通過采取及時恢復溫控，堿液沖洗反應器以及降低進水負荷等措施，可使反應器恢復正常運行。 （7）當控制反應器溫度在35±2℃，pH為6.8~7.2， HRT為24h，以鹽酸金霉素廢水原水作為進水時，進水COD負荷為9.0kg/（m3d），出水COD濃度1200~1400mg/L，COD去除率達到85.6％。 （8）HRT對產(chǎn)甲烷相的影響研究表明，HRT從24h降低到16h，進水COD達到13.52kg/（m3d），雖然COD去除率降低至72％，但是反應器沼氣產(chǎn)量增加到16.2L/d，反應器運行穩(wěn)定。 【關鍵詞】：兩相厭氧 硫酸鹽還原 產(chǎn)甲烷 碳硫比
【學位授予單位】：蘇州科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X787
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 抗生素類廢水的產(chǎn)生及處理現(xiàn)狀11-15
• 1.1.1 抗生素生產(chǎn)工藝及水質(zhì)特點11-12
• 1.1.2 抗生素類廢水的污染現(xiàn)狀12
• 1.1.3 國內(nèi)外對抗生素廢水的研究12-14
• 1.1.4 抗生素類廢水處理的發(fā)展趨勢14-15
• 1.2 鹽酸金霉素廢水的產(chǎn)生及處理15-18
• 1.2.1 鹽酸金霉素的生產(chǎn)工藝15-16
• 1.2.2 鹽酸金霉素廢水的處理現(xiàn)狀16-18
• 1.3 厭氧生物處理的基本原理18-23
• 1.3.1 厭氧生物處理的優(yōu)缺點18-20
• 1.3.2 硫酸鹽厭氧還原的機理20-23
• 1.3.3 兩相厭氧工藝23
• 1.4 UASB 反應器的介紹23-26
• 1.4.1 UASB 反應器的啟動與運行24
• 1.4.2 UASB 反應器運行的影響因素24-25
• 1.4.3 UASB 反應器運行常見問題25-26
• 1.5 論文的研究意義和內(nèi)容26-29
• 1.5.1 研究意義26-27
• 1.5.2 研究目的及內(nèi)容27-29
• 第二章 試驗內(nèi)容及方法29-33
• 2.1 硫酸鹽還原反應試驗及預處理29-31
• 2.1.1 試驗廢水水質(zhì)及接種污泥29
• 2.1.2 試驗裝置及條件29-31
• 2.1.3 試驗方法31
• 2.1.4 分析方法31
• 2.2 厭氧產(chǎn)甲烷試驗及預處理31-33
• 2.2.1 接種污泥31-32
• 2.2.2 試驗方法32
• 2.2.3 分析方法32-33
• 第三章 硫酸鹽還原相 UASB 的運行研究33-50
• 3.1 混凝預處理33-36
• 3.1.1 混凝作用機理33-34
• 3.1.2 混凝試驗運行結果34-36
• 3.2 SO_4~(2-)還原相 UASB 啟動階段36-38
• 3.3 SO_4~(2-)還原相 UASB 負荷運行階段38-41
• 3.4 SO_4~(2-)還原相 UASB 穩(wěn)定階段41-42
• 3.5 不同參數(shù)對 SRB 的影響分析42-49
• 3.5.1 COD 的變化分析42-44
• 3.5.2 COD/SO_4~(2-)對 SRB 的影響44-46
• 3.5.3 不同價態(tài)的鐵元素對 SRB 的影響46-49
• 3.6 本章小結49-50
• 第四章 產(chǎn)甲烷相 UASB 的運行研究50-64
• 4.1 吹脫試驗50-51
• 4.2 產(chǎn)甲烷相 UASB 啟動階段51-53
• 4.3 產(chǎn)甲烷相 UASB 負荷運行階段53-60
• 4.3.1 COD 變化分析53-57
• 4.3.2 pH 和 VFA 的變化分析57-60
• 4.4 UASB 沖擊高負荷試驗60-63
• 4.4.1 沼氣中 H2S 濃度的分析62-63
• 4.5 本章小結63-64
• 第五章 結論與建議64-66
• 5.1 結論64-65
• 5.2 建議65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 附錄71
• 1、作者簡歷71
• 2、主要發(fā)表的論文71
• 3、相關的實踐71

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