煤氣化廢水特征污染物在厭氧/缺氧/好氧組合工藝中的降解特性研究

【摘要】：煤氣化廢水是一種典型高濃度、難降解的有毒有害工業(yè)廢水,采用傳統(tǒng)的厭氧-好氧活性污泥生化系統(tǒng)處理,普遍存在水力停留時間長、降解效率低、處理成本高、COD和氨氮指標很難達到排放標準等問題。本文選取中煤龍化哈爾濱煤氣化廠的魯奇爐煤氣化廢水為研究對象,開展生化系統(tǒng)-電芬頓深度處理系統(tǒng)組合工藝研究,并著重考察含氮雜環(huán)化合物作為反硝化碳源的降解性能,旨在深入理解其缺氧降解行為。 對比考察了AOAO和A2O2兩套前置反硝化生物膜系統(tǒng)的處理效果,結(jié)果表明A202系統(tǒng)對污染物去除效果更好。當(dāng)水力停留時間HRT=72h,出水回流比R=2時,在進水COD, NH4+-N和TN平均濃度為2750mg/L,125mg/L和335mg/L下,其去除率分別為94.2%,90.72%和80.77%,出水平均濃度為150mg/L,11.6mg/L和51.5mg/L?；亓鞅葘202系統(tǒng)硝化效果影響顯著,R=2時取得最高硝化率為90.72%,而在1倍和3倍回流時去除率分別降至75%和80.31%。利用缺氧批次試驗,發(fā)現(xiàn)苯酚可以作為優(yōu)質(zhì)反硝化碳源,而且在作為共代謝第一基質(zhì)時,能夠改善吡啶、吡咯和咪唑等含氮雜環(huán)化合物的缺氧降解性能。 繼續(xù)深入考察了苯酚和煤氣化廢水中幾種典型含氮雜環(huán)化合物的在連續(xù)運行的缺氧反應(yīng)器中降解性能。通過對照實驗,確定反硝化反應(yīng)的最佳溫度為25℃,在該溫度下,苯酚的最高污泥降解速率可達8.15mg/(g MLSS·h),相應(yīng)的N03--N污泥降解速率為5.34mg/(g MLSS·h)。吡啶缺氧條件下的污泥降解速率為4.38mg/(g MLSS-h),但其缺氧反應(yīng)啟動時間較長,而苯酚的添加可以降低吡啶對微生物的毒性抑制,縮短啟動周期。喹啉和吡咯作為單基質(zhì)碳源的去除率分別只有18.5%和14.9%,而與苯酚共基質(zhì)條件下的最高去除率分別升至73.8%和65.9%。在咪唑缺氧降解實驗中,苯酚的添加對其去除效果基本無影響,其去除率僅為24%。該實驗證實了將缺氧段置于系統(tǒng)最前端的前置反硝化系統(tǒng)可以強化難降解有機物的去除,并減輕后續(xù)工藝段的污染物負荷。 考察了A2/O-MBR系統(tǒng)中煤氣化廢水有機物和氨氮的去除效果和降解特性。研究結(jié)果表明,HRT由72h降至48h時,對A2/O-MBR系統(tǒng)中有機物和氨氮的去除效果影響很小,顯示了A2/O-MBR的優(yōu)勢。過高(R=6)和過低(R=1)的回流比,都會對硝化菌的活性產(chǎn)生抑制,而且在R=1時,COD的去除率也會由于進水苯酚對微生物的毒性抑制而急劇下降。在HRT=48h, R=3時,系統(tǒng)中COD、NH4+-N和TN的平均去除率為97.4%、92.8%和74%,平均出水濃度分別為71mg/L、9.6mg/L和74mg/L。利用GC/MS對系統(tǒng)各段有機物濃度分析,發(fā)現(xiàn)厭氧水解A1段對TOC的去除率只有12.8%,但是通過開環(huán)、斷鏈等反應(yīng)改變了有機物分子結(jié)構(gòu)從而改善了廢水的降解性。實驗發(fā)現(xiàn)在MLSS≤10g/L的條件下,膜污染速率低,MBR可以保持長期穩(wěn)定運行。 考察了活性炭負載羥基氧化鐵催化劑(FeOOH/AC)的制備與表征,以及電芬頓系統(tǒng)對A2/O-MBR系統(tǒng)出水的深度處理。實驗發(fā)現(xiàn),采用空氣氧化Fe(OH)2懸濁液法制備的非均相FeOOH/AC催化劑負載的FeOOH由針鐵礦(α-FeOOH)和纖維礦(γ-FeOOH)混晶組成。考察了pH,H2O2投加量和反應(yīng)電壓等條件對降解效率的影響,從而確定最佳操作條件。在中性條件以及最佳H2O2投加量和反應(yīng)電壓下,經(jīng)過40min吸附和90min催化降解,COD的最終去除率為84.43%,出水濃度為19.9mg/L。 綜上,A2O2系統(tǒng)對煤氣化廢水中各污染物均有很好的去除效果,而A2/O-MBR耦合電芬頓深度處理系統(tǒng)處理的最終出水完全達到濁循環(huán)水回用或城鎮(zhèn)污水一級A標準。本研究揭示的含氮雜環(huán)化合物的缺氧共代謝降解機制,對于改進生化工藝組合以強化難降解有機物的去除效果具有重要的指導(dǎo)意義。 【關(guān)鍵詞】：煤氣化廢水 生物膜 MBR 厭氧水解 缺氧共代謝 含氮雜環(huán)化合物
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X784
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-13
• CONTENTS13-16
• 圖表目錄16-20
• 主要符號表20-21
• 1 緒論21-46
• 1.1 煤氣化廢水的來源及危害22-27
• 1.1.1 煤氣化廢水的來源及分類22-25
• 1.1.2 煤氣化廢水的性質(zhì)及危害25-27
• 1.2 煤氣化廢水處理工藝研究現(xiàn)狀27-38
• 1.2.1 傳統(tǒng)活性污泥法(CAS)28-29
• 1.2.2 序批式活性污泥法(SBR)29-31
• 1.2.3 缺氧/好氧工藝(A/O)31-33
• 1.2.4 厭氧/缺氧/好氧工藝(A~2/O)33-35
• 1.2.5 膜生物反應(yīng)器(MBR)35-38
• 1.3 含氮雜環(huán)化合物危害及其降解研究概況38-44
• 1.3.1 含氮雜環(huán)化合物的來源及危害38-39
• 1.3.2 含氮雜環(huán)化合物的降解研究進展39-44
• 1.4 本文的研究目的、意義及研究內(nèi)容44-46
• 1.4.1 研究目的和意義44
• 1.4.2 研究內(nèi)容44-46
• 2 實驗裝置與分析方法46-56
• 2.1 實驗裝置與運行條件46-53
• 2.1.1 實驗裝置46-50
• 2.1.2 接種污泥50-51
• 2.1.3 實驗水質(zhì)51-53
• 2.2 分析方法53-56
• 2.2.1 常規(guī)檢測53
• 2.2.2 GC/MS分析53-54
• 2.2.3 電子掃描顯微鏡(SEM)54-55
• 2.2.4 傅里葉變換紅外分析(FTIR)55
• 2.2.5 X-射線衍射分析(XRD)55
• 2.2.6 比表面積分析55-56
• 3. 前置反硝化生物膜系統(tǒng)的啟動運行56-75
• 3.1 引言56
• 3.2 實驗部分56-59
• 3.2.1 實驗裝置與水質(zhì)56-58
• 3.2.2 分析項目與方法58
• 3.2.3 研究內(nèi)容58-59
• 3.3 結(jié)果與討論59-73
• 3.3.1 AOAO系統(tǒng)啟動及對污染物的去除59-64
• 3.3.2 A~2O~2系統(tǒng)的運行效果及回流比對系統(tǒng)效率的影響64-70
• 3.3.3 反硝化批次試驗和共代謝70-73
• 3.4 本章小結(jié)73-75
• 4. 苯酚與NHCs的缺氧降解及共代謝降解研究75-95
• 4.1 引言75-76
• 4.2 實驗部分76-77
• 4.2.1 實驗裝置與水質(zhì)76
• 4.2.2 分析項目與方法76
• 4.2.3 研究內(nèi)容76-77
• 4.3 結(jié)果與討論77-93
• 4.3.1 苯酚的缺氧降解實驗77-81
• 4.3.2 吡啶的缺氧降解及共代謝降解實驗81-85
• 4.3.3 喹啉的缺氧降解及共代謝降解實驗85-88
• 4.3.4 吡咯的缺氧降解及共代謝降解實驗88-91
• 4.3.5 咪唑的缺氧降解及共代謝降解實驗91-93
• 4.4 本章小結(jié)93-95
• 5. A~2/O-MBR系統(tǒng)的啟動運行及膜污染控制95-117
• 5.1 引言95
• 5.2 實驗部分95-97
• 5.2.1 實驗裝置與水質(zhì)95-96
• 5.2.2 分析項目與方法96
• 5.2.3 研究內(nèi)容96-97
• 5.3 結(jié)果與討論97-115
• 5.3.1 A~2/O-MBR系統(tǒng)啟動及在不同HRT下污染物的去除影響97-100
• 5.3.2 污泥混合液回流比對A~2/O-MBR系統(tǒng)的影響100-104
• 5.3.3 有機物在A~2/O-MBR的去除以及厭氧水解的降解作用104-107
• 5.3.4 MBR膜污染的表征與分析107-115
• 5.4 本章小結(jié)115-117
• 6 FeOOH/AC非均相催化電芬頓深度處理系統(tǒng)117-131
• 6.1 序言117-119
• 6.2 實驗部分119-120
• 6.2.1 實驗裝置與水質(zhì)119-120
• 6.2.2 分析項目與方法120
• 6.2.3 研究內(nèi)容120
• 6.3 結(jié)果與討論120-130
• 6.3.1 活性炭負載羥基氧化鐵催化劑(FeOOH/AC)的制備及表征120-125
• 6.3.2 FeOOH/AC非均相催化電芬頓系統(tǒng)的處理效果及影響因素125-130
• 6.4 小結(jié)130-131
• 7. 結(jié)論與創(chuàng)新點131-134
• 7.1 結(jié)論131-132
• 7.2 創(chuàng)新點132-133
• 7.3 展望133-134
• 參考文獻134-144
• 致謝144-145
• 作者簡介145
• 攻讀博士學(xué)位期間科研項目及科研成果145-147

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

膜生物反應(yīng)器脫氮除磷工藝的研究進展    劉錦霞,顧平

污泥減量技術(shù)的研究及其應(yīng)用    魏源送,樊耀波

SMSBR處理焦化廢水的污泥特性    李春杰,朱南文,顧國維

SMSBR反應(yīng)器去除焦化廢水中的氨氮    耿琰,周琪,屈計寧

A~2/O~2生物膜工藝處理焦化廢水研究    鄭俊;李紅麗;張詩華;

焦化廢水中芳香族有機物及雜環(huán)化合物在活性污泥法處理中的去除特性    何苗,張曉健,瞿福平,顧夏聲

雜環(huán)化合物及多環(huán)芳烴厭氧酸化降解性能的研究    何苗,張曉健,瞿福平,顧夏聲

煤氣化廢水的水質(zhì)分析特性    石廣梅

煤氣化廢水中揮發(fā)酚污染物的健康風(fēng)險評價    孟憲林;郭威;王冬梅;

Texaco水煤漿氣化裝置配煤模型及其優(yōu)化    孫漾;張凌波;顧幸生;

MBR與污泥Fenton氧化組合工藝對焦化廢水的處理與污泥減量化    賀明和

循環(huán)流化床雙床煤氣化工藝試驗研究    于曠世

焦化廢水強化處理工藝特性和機理及排水生物毒性研究    朱小彪

葡萄糖共基質(zhì)代謝對除草劑草除靈廢水的可生物降解特性的影響    沈翔,李勇,張書貴,楊賡

煉焦煤煤粉對焦化廢水的吸附特性研究    方金武;宋曉艷;蔡昌鳳;唐傳罡;

紫金牛葉桿菌F2對吲哚醌降解條件的研究    董湘熔;王雁萍;李月艷;秦廣雍;

糠醛及其衍生物微生物降解(轉(zhuǎn)化)研究進展    代書玲;張魯嘉;

焦化廢水處理及回用存在的問題淺析    李印菊;王麗萍;華素蘭;耿建新;

剩余污泥消減技術(shù)的研究    李守富;肖玲玲;林永波;

焦化廢水中苯胺和萘等物質(zhì)在厭氧條件下去除規(guī)律的研究    李恩超;侯紅娟;董曉丹;

一株吡啶降解菌的生理生化特性研究    劉江江;陳呂軍;熊瑞林;俞蓉;溫東輝;

紫外與真空紫外深度處理焦化廢水的試驗研究    邢瑞;溫東輝;唐孝炎;

環(huán)保節(jié)能型兩段式煤氣發(fā)生站節(jié)能及環(huán)保效果分析    苑衛(wèi)軍;秦利生;

焦化廢水零排放探討    張仁鵬;戎吉;劉海棠;房井新;

劣質(zhì)煤混燒熱解特性實驗研究    范文武;

生物流化床工藝處理焦化廢水過程中水相苯系物分析    刁春鵬;韋朝海;

微電流條件下金屬離子對A/O生物流化床脫氮效果的影響    于哲;韋朝海;鄧留杰;

AOO生物處理工藝在韶鋼焦化廢水處理中的應(yīng)用    江承付;劉禮;李國保;

高硫石油焦氣化技術(shù)分析    常玉紅;馬守濤;趙野;

PAFC與不同電荷的PAM復(fù)配對焦化廢水的絮凝效果及機理研究    張水燕;陳昌華;李增強;吳健;高寶玉;

城市污水脫氮除磷技術(shù)的研究進展    王振棟;

活性炭吸附性能指標選型技術(shù)應(yīng)用介紹    張巍;張睿;常啟剛;應(yīng)維琪;戴偉娣;蔣劍春;

焦化廠生化出水回用可行性研究    蔣文新;張巍;常啟剛;張懷旭;付麗君;應(yīng)維琪;

鎂基儲氫材料的制備及對二硫化碳、噻吩的加氫性能研究    楊敏建

大型電站鍋爐摻燒印尼煤的研究與應(yīng)用    徐遠綱

典型煤種熱解氣化特性研究    石金明

煤自然發(fā)火期快速預(yù)測研究    梁運濤

低揮發(fā)份劣質(zhì)燃料循環(huán)流化床燃燒特性研究    李社鋒

低階煤水熱改性制漿的微觀機理及燃燒特性研究    趙衛(wèi)東

基于Zn/ZnO的兩步式熱化學(xué)準循環(huán)制氫系統(tǒng)基礎(chǔ)性研究    呂明

煤氣化反應(yīng)動力學(xué)及渣中殘?zhí)挤磻?yīng)活性研究    許慎啟

不同熱解過程產(chǎn)物炭的理化性質(zhì)及石油焦催化氣化反應(yīng)特性研究    吳幼青

氫氣在煤液化油中的溶解規(guī)律及其在煤高溫快速液化中作用研究    羅化峰

焦化工業(yè)場地有機污染土壤的化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)    趙丹

水分對構(gòu)造煤瓦斯解吸規(guī)律影響的實驗研究    陳攀

義馬煤氣化反應(yīng)性研究    谷小虎

甲醇合成反應(yīng)器制造工藝研究    蘇殿斌

新型螺旋膜組件及其在水處理中的應(yīng)用研究    徐曉靜

無紡布膜的親水改性及其抗污染性能研究    馮冉冉

采用工業(yè)焦粉深度處理焦化廢水的研究    李婭

不同沉積環(huán)境下煤的熱解與成漿性研究    杜開歡

水蒸汽和氫氣氣氛下褐煤固定床催化氣化實驗研究    戰(zhàn)書鵬

氣流床煤氣化灰渣的特性研究    盧珊珊

城市污水再生處理工藝中發(fā)光細菌毒性變化的初步研究    王麗莎;胡洪營;魏杰;魏東斌;

應(yīng)用大型水蚤和斑馬魚對幾種工業(yè)廢水和生活污水的毒性監(jiān)測    潘力軍;高世榮;孫鳳英;於壇春;王友斌;

城市飲用水源地水質(zhì)健康風(fēng)險評價    閆欣榮;周航;邸濤;

論WTO體制下資源保障措施的法律問題——以中歐焦炭貿(mào)易爭端為分析視角    賀小勇

全氟辛烷磺酰基化合物水生生態(tài)風(fēng)險和人體健康風(fēng)險評價    呂剛;王利兵;劉軍;李淑芬;

煤焦油熱裂解機理研究    王連勇;蔡九菊;李明杰;孫華成;

褐煤固體熱載體干餾新技術(shù)工業(yè)性試驗    郭樹才，羅長齊，張代佳，韓壯, 劉恒韞，康錫志，于興國，胡貴河

25MW循環(huán)流化床熱、電、煤氣多聯(lián)產(chǎn)裝置    方夢祥;岑建孟;王勤輝;施正倫;駱仲泱;岑可法;

多煤種配煤特性的試驗研究    姚強,岑可法,施正倫,曹欣玉,施正展,曹英武

基于煤灰成分的非線性結(jié)渣模糊綜合預(yù)測模型的研究    舒紅寧;黃鎮(zhèn)宇;董一真;劉建忠;岑可法;

循環(huán)流化床熱電氣多聯(lián)產(chǎn)試驗及理論研究    劉耀鑫

循環(huán)流化床多聯(lián)供系統(tǒng)試驗研究    范曉旭

雙流化床中煤熱解—氣化工藝試驗研究    劉琦

循環(huán)流化床多聯(lián)供冷態(tài)試驗研究    王偉

氣動分配閥調(diào)節(jié)特性的冷態(tài)試驗研究    胡一柯

循環(huán)流化床多聯(lián)供系統(tǒng)固體物料分配特性的冷態(tài)試驗研究    王斌

雙循環(huán)流化床冷態(tài)實驗研究    韓磊

微生物對吡啶、喹啉的降解及生物強化作用機理研究    熊瑞林

絲狀石油降解真菌的篩選及其降解特性研究    胡長慶;鮑玉婷;徐偉;鄭春艷;

鹽堿土壤多環(huán)芳烴降解菌群篩選及其降解特性    宋立超;劉靈芝;李培軍;劉宛;張玉龍;

纖維素降解菌的篩選及其降解特性的研究    宋穎琦,劉睿倩,楊謙,宋金柱,杜金哲

毒死蜱降解菌株Bacillus latersprorus DSP的降解特性及其功能定位    王曉;楚小強;虞云龍;方華;陳潔;宋鳳鳴;

木糖氧化無色桿菌反硝化亞種細菌的分離鑒定及其菲降解特性研究    武鳳霞;范丙全;劉建玲;

鏈霉菌(Streptomyces sp.)對吡啶的降解特性    李濟吾;蔡晶晶;

Shinella zoogloeoides BC026對吡啶的降解特性研究    孫慶華;柏耀輝;趙翠;溫東輝;唐孝炎;

淀粉填充聚乙烯類塑料降解微生物的篩選和降解特性    陸辰霞;劉龍;李江華;堵國成;陳堅;

甲胺磷降解細菌的篩選與降解特性研究    黎小軍;廖上鐵;陳奉英;張永忠;謝蓮萍;

一株聚丁二酸丁二醇酯降解菌的篩選及降解特性    孫琪;梁英梅;田呈明;張長安;

降解吡啶與喹啉的Achromobacter sp.DN-06篩選、鑒定與降解特性研究    鄧秀瓊;任源;韋朝海;吳長彩;劉文豪;

甲胺磷降解真菌的分離鑒定及其降解特性研究    鄭永良;王彬彬;劉德立;

低溫菲降解菌群的篩選馴化與降解特性研究    高松;張?zhí)m英;王琳;劉鵬;鄧銀舟;

兩株菲降解細菌的篩選、鑒定及其降解特性的研究    趙和平;郜洪文;

降解吡啶的鏈霉菌(Streptomyces sp．)篩選及降解特性的研究    蔡晶晶;李濟吾;

陰溝腸桿菌(Enterobacter closcae)對樂果降解特性的研究    林抗美;官雪芳;魯國東;王宗華;張秋芳;謝恩;馬麗娜;劉波;

一株咪鮮胺錳鹽降解菌的分離鑒定及降解特性研究    唐美珍;胡盼盼;梁曉慶;王棟;孫士順;李婷婷;王艷娜;

芐嘧磺隆高效降解菌的分離篩選及降解特性研究    彭星星;羅建軍;林慶勝;劉承蘭;鐘國華;

地面水中洗滌劑主成分Linear Alkyl Benzene Slufonate的生物降解特性    金一和;劉薇;田川直史;齊藤猛;本多泰揮;西山直宏;

PPCPs類藥物卡馬西平降解菌株的篩選及降解特性研究    崔長征;胡洪營;于亞琦;郭長城;于茵;

肯治理白色污染雙管齊下    青澤

毒死蜱降解細菌的篩選、降解特性及其固定化研究    段海明

煤氣化廢水特征污染物在厭氧/缺氧/好氧組合工藝中的降解特性研究    王子興

有機磷農(nóng)藥曲霉生物降解特性及其動力學(xué)的研究    石成春

硫氧化菌的分離鑒定、降解特性及其固定化研究    王惠祥

具有菲降解功能的植物內(nèi)生細菌篩選及其降解特性    倪雪

纖維素降解微生物的富集、分離及其降解特性分析    陳勿力吉瑪

甾體雌激素廢水中優(yōu)勢菌的選育及其降解特性研究    劉志鵬

水體中甾體雌激素水平對生物群落的毒性與生物降解特性研究分析    李翠翠

六氯苯好氧降解菌群的篩選及降解特性研究    呂志中

氯氰菊酯降解菌的篩選及降解特性研究    顧寶群

一株十二烷基硫酸鈉降解菌的篩選及降解特性的研究    李田

六氯苯厭氧降解菌的分離及其降解特性的研究    蔡新美

多菌靈降解菌的分離鑒定、降解特性及其應(yīng)用研究    蒲丹