多级微氧物流化床+UASB工艺处理高浓度丙烯酸废水的研究

论文摘要

本文针对高浓度丙烯酸废水高毒性的特点和现有生物处理工艺负荷偏低的问题,研究了多级微氧生物流化床对丙烯酸的转化特性,优化了流化床含高浓度丙酸盐的出水在产甲烷单元的处理条件,并开发了“多级微氧生物流化床+UASB”的新型处理工艺。研究结果表明,多级微氧生物流化床经污泥驯化后,在水力停留时间（HRT）为12h,进水丙烯酸浓度为30009000mg/L,丙烯酸容积负荷6.018.0kg/（m3·d）的条件下,对丙烯酸去除率在98%以上,COD去除率为20%30%,出水中丙烯酸浓度小于100mg/L。丙烯酸的降解主要发生在第1格中,第1格可降解80%以上的丙烯酸。丙烯酸降解的主要中间产物为乙酸和丙酸,平均每1.00mol的丙烯酸,可转化成0.21mol乙酸和0.36mol丙酸,从而实现丙烯酸废水的脱毒,便于后续的产甲烷处理。采用UASB反应器处理高乙酸、高丙酸废水,通过出水回流和补充微量元素,可有效防止丙酸积累对产甲烷过程的影响。在HRT为12h,出水回流比500%,进水Fe、Co、Ni元素投加量分别为10mg/L、0.5mg/L、0.1mg/L的条件下,进水COD浓度从3500 mg/L提高至11500 mg/L,有机负荷从2.0kgCOD/（m3·d）提高至23.0kgCOD/（m3·d）,进水丙酸浓度最高达5800mg/L的条件下,出水COD可稳定在330mg/L以下。采用“多级微氧生物流化床+UASB”工艺实现了高浓度丙烯酸废水的高负荷处理。在总水力停留时间为24h,进水丙烯酸浓度为80009000mg/L,丙烯酸负荷89kg/（m3·d）条件下,可将丙烯酸完全去除,出水COD在500mg/L以下,达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）规定的三级排放标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 丙烯酸（酯）的应用
• 1.1.2 丙烯酸废水的来源及特性
• 1.1.2.1 丙烯酸（酯）的生产工艺
• 1.1.2.2 含丙烯酸废水来源
• 1.1.2.3 主要污染物特性
• 1.1.3 含丙烯酸（酯）废水的处理技术研究及应用现状
• 1.1.3.1 物化处理技术
• 1.1.3.2 生化处理技术
• 1.2 生物流化床工艺及应用现状
• 1.2.1 生物流化床工艺概述及原理
• 1.2.2 生物流化床应用现状
• 1.2.3 多级生物流化床的特点
• 1.3 研究目的与内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 第2章 多级微氧生物流化床处理高浓度丙烯酸废水试验研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 工艺流程
• 2.1.3 试验材料
• 2.1.3.1 流化生物载体
• 2.1.3.2 接种污泥
• 2.1.4 试验用水
• 2.1.5 主要分析项目和测试方法
• 2.2 反应器的启动研究
• 2.3 进水丙烯酸负荷对反应器处理效果的影响
• 2.3.1 连续运行不同阶段试验条件
• 2.3.2 不同阶段反应器的运行情况
• 2.3.2.1 对丙烯酸的去除情况
• 2.3.2.2 对COD 的去除情况
• 2.3.2.3 反应器中DO、TN、TP 含量分析
• 2.4 HRT 对反应器处理效果的影响
• 2.5 反应器中丙烯酸降解产物研究
• 2.6 反应器中微生物种群特征分析
• 2.6.1 生物量变化情况
• 2.6.2 微生物扫描电镜观察
• 2.6.2.1 稳定运行期间微生物形态
• 2.6.2.2 超负荷运行期间微生物形态
• 2.7 本章小结
• 第3章 UASB 反应器处理含乙酸、丙酸废水试验研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验装置
• 3.1.2 接种污泥
• 3.1.3 试验用水
• 3.1.4 主要分析项目和测试方法
• 3.2 反应器的运行效果
• 3.2.1 进水负荷对COD 去除效果的影响
• 3.2.2 不同控制因素对COD 去除效果的影响
• 3.2.3 反应器产气量的变化
• 3.2.4 颗粒污泥形态
• 3.3 本章小结
• 第4章 多级微氧生物流化床+UASB 工艺系统处理高浓度丙烯酸废水
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验装置
• 4.1.2 试验用水
• 4.1.3 主要分析项目和测试方法
• 4.2 反应器串联运行处理效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 建议
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果