微氧水解酸化—复合好氧工艺处理难降解工业废水研究

论文摘要

抗生素废水和印染废水是我国工业废水的主要污染来源,废水属于浓度高、成分复杂、含生物毒性的难降解工业废水,这两类废水也是目前我国工业废水治理研究的重点与难点。对于工业废水的处理目前普遍采用水解酸化-好氧组合工艺,组合工艺的型式与处理效能仍是工业废水处理研究与应用的热点。课题组在近十多年来对水解酸化-好氧组合工艺处理难降解工业废水进行了系统、深入的试验与研究,先后研究开发了复合法水解酸化反应器、复合好氧生物反应器、微氧水解酸化反应器等针对高浓度难降解废水处理的新型处理技术,这些技术的试验研究与应用强化了水解酸化-好氧处理工艺的处理效能、拓宽了水解酸化-好氧工艺的应用范围。本研究在近年来试验研究基础上,形成了微氧水解酸化-复合好氧生物处理技术,本论文根据小试、中试的研究成果,将其应用在大规模难降解工业废水处理工程中,并进行了生产型试验研究。探讨了微氧水解酸化-复合好氧生物处理系统对抗生素废水和印染废水的处理效果与性能、该工艺对难降解废水高效处理的进程与机理;研究了复合生物处理系统的启动、长期运行性能、并与其他工艺的运行结果进行了对比、分析了污泥膨胀等问题的控制技术与机理。本论文还对微氧水解酸化-复合好氧生物处理系统处理印染废水后的深度处理工艺进行了研究。由于论文的研究是以实际大型工业废水处理工程为基础,其结果无论对水解酸化-好氧组合工艺的推广应用,还是对难降解工业废水的处理实践均为重大的指导意义。论文研究表明,微氧水解酸化工艺对高浓度废水可以有效进行预处理,大大提高废水的可生化处理性。微氧水解酸化工艺不以削减有机物数量为目标,论文中提出了以废水的酸化率、BOD5/COD,溶解性COD（SCOD）的变化等方法来评价水解酸化工艺在难降解废水处理中的水解酸化作用,在实际工程运行中对工艺的处理性能评价准确、具有很强的操作性。微氧水解酸化工艺无论对高浓度抗生素废水还是对难降解印染废水处理均发挥了很好的预处理作用,有利于后续复合好氧生物工艺的处理运行。复合好氧生物处理技术是新型的高效好氧处理技术。在对抗生素废水的处理中体现了高效、稳定的特点,长期的实际运行证明其处理性能优于传统的活性污泥工艺,微氧水解酸化-复合好氧生物处理系统对抗生素废水有机污染物去除率达到89.1%。在与间歇流CASS工艺的实际平行运行中,复合好氧生物工艺体现了全面的优越性,对于高浓度难降解废水的处理采用复合好氧生物技术更为合理。同时,复合好氧生物技术应用于难降解印染废水的处理也达到良好的处理效果。论文提出复合好氧生物工艺处理难降解废水动力学模型。工业废水中普通含有较高浓度的SO42-离子,废水在好氧处理时经常发生高硫化物型污泥膨胀。以高硫化物型污泥膨胀在实际工程的表现特征为基础,论文对其产生的原因进行了全新的解释,并根据其产生的原因提出了“DO-pH”法控制高硫化物型污泥膨胀,控制方法简单、有效,适合于废水好氧处理中硫化物型污泥膨胀的控制。在微氧水解酸化-复合生物好氧处理系统良好处理效果的基础上,论文最后对印染废水的深度处理回用进行研究。提出了两级混凝-澄清-过滤-软化的印染深度处理工艺,并在处理过程中提出了以水质为核心、清污混合处理、分质处理回用的废水回用处理概念。试验与运行结果表明,印染废水深度处理投资与运行费用较为经济,回用率达66.7%,工程投资可在一年半内收回。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 我国工业水污染现状
• 1.2 抗生素废水的水污染及处理现状
• 1.2.1 抗生素废水水污染现状
• 1.2.2 抗生素废水处理研究现状
• 1.2.3 抗生素废水处理研究背景
• 1.3 印染废水的水污染及处理现状
• 1.3.1 印染行业水污染现状
• 1.3.2 印染废水处理技术现状
• 1.3.3 印染废水深度处理回用研究与应用现状
• 1.3.4 印染废水处理研究背景
• 1.4 难降解工业废水处理工艺的研究与应用现状
• 1.4.1 水解酸化—好氧组合工艺原理
• 1.4.2 水解酸化—好氧组合工艺研究与应用现状
• 1.4.3 复合生物处理技术的研究与应用现状
• 1.5 课题研究的意义和主要研究内容
• 1.5.1 课题研究目的与意义
• 1.5.2 课题主要研究内容
• 第2章 难降解工业废水处理工艺与研究方法
• 2.1 微氧水解-复合生物工艺处理难降解废水试验装置
• 2.1.1 复合水解酸化工艺处理抗生素废水中试装置
• 2.1.2 微氧水解酸化工艺处理抗生素废水中试装置
• 2.1.3 复合好氧生物工艺处理抗生素废水中试装置
• 2.2 抗生素废水处理工艺
• 2.2.1 微氧水解酸化处理系统特征
• 2.2.2 复合好氧生物处理系统特征
• 2.3 印染废水二级与深度处理工艺
• 2.3.1 微氧水解酸化－复合好氧生物处理工艺
• 2.3.2 印染废水深度处理工艺
• 2.3.3 印染废水水质处理要求
• 2.4 分析方法
• 第3章 微氧水解酸化-复合好氧生物法处理抗生素废水工艺研究
• 3.1 微氧水解酸化-复合好氧生物法处理抗生素废水中试研究
• 3.1.1 复合水解酸化工艺处理抗生素废水的中试研究
• 3.1.2 微氧水解酸化工艺处理抗生素废水中试研究
• 3.1.3 复合好氧生物工艺处理抗生素废水中试研究
• 3.2 微氧水解酸化-复合生物法处理抗生素废水生产性试验
• 3.2.1 反应器启动与运行参数确定
• 3.2.2 微氧水解酸化工艺对COD去除效果
• 3.2.3 复合好氧生物工艺对有机物的去除效果
• 3.2.4 复合好氧生物反应器选择器段的吸附降解
• 3.2.5 复合好氧生物反应器中微生物体系分析
• 3.2.6 微氧水解酸化-复合好氧工艺处理抗生素废长期运行效果
• 3.3 复合好氧生物工艺与间歇流好氧处理工艺对比
• 3.3.1 对有机物的去除效果比较
• 3.3.2 对工艺运行效率的比较
• 3.3.3 对活性污泥性状的比较
• 3.4 本章小结
• 第4章 微氧水解酸化-复合好氧生物法处理抗生素废水机理研究
• 4.1 微氧水解酸化对抗生素废水可生化性的改善
• 4.1.1 微氧水解酸化工艺效果的评价指标
• 4.1.2 微氧水解酸化池进、出水溶解性COD（SCOD）变化
• 5/COD规律分析'>4.1.3 微氧水解酸化池进、出水BOD₅/COD规律分析
• 4.1.4 微氧水解酸化对抗生素废水酸化率效果分析
• 4.1.5 微氧水解酸化工艺改善废水可生化性的分析
• 4.2 复合生物工艺对高硫化物型污泥膨胀控制研究
• 4.2.1 高硫化物型污泥膨胀的产生
• 4.2.2 高硫化物型污泥膨胀致因浅析
• 4.2.3 多种控制因素的对比实验
• 4.2.4 DO—pH法控制高硫化物污泥膨胀
• 4.3 复合好氧生物反应器动力学模型分析
• 4.3.1 动力学参数的测定
• 4.3.2 复合好氧生物反应器动力学模型的建立
• 4.3.3 复合好氧生物反应器动力学模型的验证
• 4.4 本章小结
• 第5章 微氧水解酸化-复合好氧生物法处理印染废水研究
• 5.1 污泥培养与反应器启动
• 5.1.1 微氧水解酸化反应器的启动
• 5.1.2 微氧水解酸化反应器的启动结果与过程分析
• 5.1.3 复合生物反应器的启动
• 5.2 处理结果与分析
• 5.2.1 微氧水解酸化工艺对有机物的去除效果
• 5.2.2 微氧水解酸化工艺进、出水溶解性COD（SCOD）的变化
• 5.2.3 微氧水解酸化工艺对色度的去除效果
• 5.2.4 微氧水解酸化反应器生物相分析
• 5.2.5 抗生素废水与印染废水微氧水解酸化工艺对比
• 5.2.6 复合生物处理工艺对印染废水的处理效果
• 5.3 本章小结
• 第6章 印染废水深度处理回用工艺研究
• 6.1 印染回用水主要处理水质指标
• 6.2 印染废水深度处理结果与分析
• 6.2.1 一级复合混凝处理效果
• 6.2.2 混合水二级混凝－纤维过滤效果
• 2+、Mg²⁺ 硬度的去除效果'>6.2.3 Ca²⁺、Mg²⁺硬度的去除效果
• 2+的鳌合去除效果研究'>6.2.4 Fe²⁺的鳌合去除效果研究
• 6.2.5 RO反渗透系统去除电导率研究
• 6.3 印染废水循环回用工程经济分析
• 6.4 本章小结
• 结论
• 研究主要结论
• 研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历