两相厌氧+SBR组合工艺处理制药废水试验研究

两相厌氧+SBR论文 组合工艺处理论文 制药废水论文
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重庆某医药化工公司目前是全国生产盐酸普鲁卡因原料药物最大生产基地,产品均为局部麻醉药品,其综合生产废水具有COD值高、可生化性差、色度深、毒性大等特征。本研究采用自制CSTR与UASB两相厌氧系统+SBR的组合工艺对该废水进行处理试验,重点考察分析了两相厌氧系统启动参数及各相启动特性、相分离过程中反应器特性的变化并讨论其对两相厌氧系统的影响、两相厌氧系统负荷运行特征及动力学分析,以及两相厌氧+SBR组合工艺对废水中有机物的去除效果。试验首先采用低负荷方式启动,启动过程中交替提高进水COD与进水流量,维持产酸反应器的进水pH值在5.5~6.5,并通过每天两次向中间调节槽投加NaHCO3,调节产甲烷相进水pH在7.0±0.3。同时,通过出水回流增大产甲烷相内水流上升速度,从而保证产甲烷相在最佳条件下。经过51d的启动运行,产酸反应器水解酸化效果良好,出水VFA达到3350mg/L,产甲烷反应器有机物去除率较高,出水COD质量浓度稳定。两个反应器内培养出了足量的适应处理该废水的污泥,两相厌氧反应器成功启动。然后,以钼酸钠(Na2MoO4)为抑制剂,进行了相分离试验。投加了浓度为2.0mmol/L的Na2MoO4后,产酸相反应器R1反应器出水VFA明显降低,COD去除率一定幅度降低,停止投加之后呈现迅速恢复的态势,最终出水VFA高于分相前,而COD去除率低于分相前的水平。就TPAD整体而言,分相前平均COD去除率为80.54%,经过相分离后,平均去除率增加到了84.20%。短暂的钼酸盐投加对两相厌氧系统中pH值的影响很小,分相操作很好的实现了对产酸反应器中产甲烷菌的杀灭作用。最后,在经过启动、分相后,进行了54天的运行试验。两相厌氧系统显示出了一定的稳定性,随着容积负荷的增加,COD去除率并没有下降太多。产酸反应器COD去除率受到除容积负荷之外的其他抑制因素影响也较大,而产甲烷反应器受其他因素影响很小,产酸相为产甲烷相解除抑制因子。通过分析建立产酸和产甲烷反应器基质降解动力学模型,并利用试验结果进行了验证。当两相厌氧+SBR系统进水COD浓度在7090~8200mg/L时,出水COD浓度为397~746mg/L,平均COD去除率为93.42%,其中,产酸反应器、产甲烷反应器、SBR的贡献率分别为22.31%、64.92%和12.77%。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
1 绪论第9-24页
    1.1 制药废水的分类及特点第10页
    1.2 制药废水处理技术研究现状第10-14页
        1.2.1 制药废水物化处理技术第10-13页
        1.2.2 制药废水生物处理技术第13-14页
        1.2.3 其他处理方法第14页
    1.3 两相厌氧理论基础第14-21页
        1.3.1 两相厌氧的提出及原理第14-18页
        1.3.2 工艺特点及适用范围第18-19页
        1.3.3 影响因素第19-20页
        1.3.4 两相厌氧的相分离第20-21页
    1.4 课题的提出第21-24页
        1.4.1 研究目的第21-22页
        1.4.2 研究内容第22页
        1.4.3 创新点第22-23页
        1.4.4 拟解决的关键问题第23-24页
2 试验材料与试验设计第24-32页
    2.1 试验材料第24页
        2.1.1 废水的来源第24页
        2.1.2 废水的性质第24页
    2.2 试验设计第24-32页
        2.2.1 试验装置第24-27页
        2.2.2 分析项目及方法第27-30页
        2.2.3 仪器及设备第30页
        2.2.4 试验材料和条件第30-32页
3 两相厌氧启动试验第32-41页
    3.1 两相厌氧反应器的启动第32-33页
        3.1.1 厌氧反应器启动理论第32页
        3.1.2 启动过程第32-33页
    3.2 启动试验结果及分析第33-39页
        3.2.1 启动过程中 COD 的变化第33-35页
        3.2.2 启动过程中 VFA 的变化第35-36页
        3.2.3 启动过程中 pH 的变化第36-37页
        3.2.4 启动过程中污泥的变化第37-38页
        3.2.5 有机负荷与 COD 去除率的关系第38-39页
    3.3 问题及讨论第39页
        3.3.1 短流第39页
        3.3.2 污泥上浮第39页
    3.4 本章小结第39-41页
4 两相厌氧反应器分相研究第41-49页
    4.1 相分离操作过程第41页
    4.2 相分离试验结果分析第41-46页
        4.2.1 分相过程中 COD 变化特征第41-42页
        4.2.2 分相过程中 VFA 的变化特征第42-43页
        4.2.3 分相过程中的其他特征第43-44页
        4.2.4 分相效果评价第44-46页
    4.3 关于相分离几个问题的讨论第46-47页
        4.3.1 相分离对中间代谢产物的影响第46-47页
        4.3.2 相分离对整个工艺的好处第47页
    4.4 本章小结第47-49页
5 两相厌氧+SBR 组合工艺处理制药废水运行试验研究第49-62页
    5.1 两相厌氧系统负荷运行特征第49-52页
        5.1.1 有机物去除效果第49-50页
        5.1.2 数据分析第50-52页
    5.2 两相厌氧系统反应动力学研究第52-55页
        5.2.1 两相厌氧系统反应动力学模型的建立第52-54页
        5.2.2 两相厌氧系统反应动力学模型的验证第54-55页
    5.3 好氧阶段的启动与运行效果研究第55-57页
        5.3.1 试验设计第55-56页
        5.3.2 SBR 的启动第56页
        5.3.3 MLSS 的确定第56页
        5.3.4 运行周期的确定第56-57页
        5.3.5 结果与分析第57页
    5.4 两相厌氧+SBR 组合工艺运行性分析第57-58页
    5.5 系统出水混凝试验研究第58-60页
        5.5.1 试验材料与方法第59页
        5.5.2 结果与讨论第59-60页
        5.5.3 试验小结第60页
    5.6 本章小结第60-62页
6 结论与建议第62-64页
    6.1 结论第62-63页
    6.2 建议第63-64页
致谢第64-65页
参考文献第65-69页
附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录第69页
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