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《哈尔滨工业大学》 2011年
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玉米深加工过程废水处理及回用模式研究

高磊  
【摘要】:玉米深加工行业作为中国农业产业化的重点,存在着高能耗和高资源消耗、污染严重的节能和环保问题。如何有效实现生产过程中的废水循环利用,对玉米深加工产业的可持续发展具有很强的现实意义。然而,目前我国对玉米深加工行业废弃物资源化的技术开发与模式研究还很不全面,仅仅局限于一般性分析,缺乏对资源化技术和模式构建的深入探讨。 本研究以我国某典型玉米深加工企业为基本研究单元,利用产业生态学工具和高效厌氧好氧技术,对玉米深加工废水处理与回用技术进行研究。以厌氧数学模型ADM1和活性污泥数学模型ASM1为理论基础,建立了玉米深加工过程废水回用的数学模型。 利用物质流分析法(MFA)对典型玉米深加工企业生产引起的环境负荷进行了深入分析,明确了玉米深加工企业的物质流分析指标。根据得到的物质流模型构建结果与物质流分析指标,发现废水的资源化利用是企业环境管理的关键控制因素。得到物质需求总量强度账户TMR值为2.8118×107 t/a。 采用高效厌氧好氧技术“CSTR产酸发酵反应罐—UASBAF复合厌氧反应池—NMBR新型多级环流膜生物反应器”进行玉米深加工废水的中水回用中试研究,优化各个单元,使出水达到《生活杂用水水质标准》要求。CSTR产酸发酵反应罐启动成功后,平均COD去除率稳定在50%以上;BOD去除率平均值为49.1%。液相末端发酵产物以乙酸(800~1000 mg/L),丁酸(200~600 mg/L),丙酸(588 mg/L)和乙醇为主,为混合酸发酵类型。UASBAF复合厌氧反应池50d实现了快速启动,稳定运行期平均COD去除率为85.1%; BOD平均去除率达到84%;出水pH值稳定在6.5~7.0之间。NMBR新型多级环流膜生物反应器在HRT为18 h时,出水COD平均值是30.44 mg/L,BOD平均值是9.11 mg/L,pH平均值为6.85,氨氮平均值为15.01 mg/L,基本符合《生活杂用水水质标准》要求。整套玉米深加工废水中水回用工程建设总投资估算为7820.86元/吨水,去除单位COD的基建费用为940元/kg COD,吨水运行成本为2.38元/吨,每吨水收益为1.42元。 针对玉米深加工过程废水特点,以厌氧数学模型ADM1和活性污泥数学模型ASM1为理论基础,建立了玉米深加工过程废水回用的数学模型,模拟CSTR-UASBAF反应器和NMBR反应器的运行情况,确定了各反应器的适宜运行参数。
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