燃料乙醇工艺废水厌氧-好氧-深度生物处理的研究

摘要

本文采取高温厌氧-中温好氧-常温生物滤床生物处理方法,对燃料乙醇生产过程中的高浓度蒸馏废水及高氨氮预处理废水净化工艺进行了研究。燃料乙醇工艺废水排出量大,COD(大于30000 mg L-1)及固体悬浮物含量高(大于5000 mg L-1),预处理废水氨氮含量高(大于500 mg L-1),且水质波动较大,对反应器有机负荷、脱氮效率及耐冲击性要求较高。
　　针对燃料乙醇高浓度工艺废水,首先通过高温厌氧生物处理去除蒸馏废水中大部分有机物同时产生清洁能源-甲烷;然后通过中温好氧生物处理厌氧出水与高氨氮预处理废水混合水,进一步去除废水中的有机物及氨氮;最后在生物滤床中对好氧出水进行深度处理,同时吸附降解残留污染物。在此基础上开发了厌氧流化床(AFB)-气升式环流反应器(ALR)-曝气生物滤床(BAF)三级处理工艺。
　　实验首先对高温厌氧处理蒸馏废水主要操作参数进行优化,得到高温厌氧生物降解基本参数:操作温度53-55℃,pH7.0,液体上流速度为8.5-9.5 m h-1,进水COD30000±2000 mg L-1,68 h后出水COD降至2785 mg L-1;进行AFB反应器连续长期操作实验,考察反应器稳定性和抗冲击性,反应器在最优条件下运行150 d,进水COD在29500-35300 mg L-1之间波动,HRT为48 h,AFB有机负荷(OLR)达17.5 g-COD L-1 d-1,出水COD去除率高于90％。然后在ALR反应器中对厌氧出水及预处理废水进行好氧处理,对ALR操作参数进行优化,在操作温度33-35℃,pH7.0-8.0,表观气速8.1 mm s-1,HRT为15 h,COD和氨氮(NH4+-N)去除率分别达88.5%和96.7%,反应器长期运行50 d,进水COD1052-1480 mg L-1,氨氮475-525 mg L-1,最优条件下HRT为10 h,出水COD和氨氮降至136 mg L-1和15.4 mg L-1。最后在BAF中对好氧出水进行深度处理,BAF在常温(18-25℃)下操作,气液比为6:1,HRT为5 h,最终出水COD及氨氮降至65.3 mg L-1和3.9 mg L-1,达到国家废水一级排放标准(GB8978-1996,COD≤100 mg L-1,氨氮≤15 mg L-1)。

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第一章 文献综述

1.1燃料乙醇产业及工艺废水

1.2燃料乙醇废水生物处理方法

1.3本文研究内容

第二章 高温处理燃料乙醇蒸馏废水的实验研究

2.1实验材料和分析方法

2.2反应器启动

2.3连续进水操作条件优化

2.4小结

第三章 好氧处理蒸馏废水厌氧出水及深度处理实验研究

3.1实验材料和实验分析方法

3.2 ALR反应器启动

3.3 ALR连续进水操作条件优化

3.4好氧出水BAF深度处理实验研究

3.5 AFB-ALR-BAF耦合系统长期运行稳定性研究

第四章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢