收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

四段式生物反应器复合工艺深度处理焦化废水研究

赵月龙  
【摘要】: 焦化废水是煤化工炼焦制气产业的副产物,属高浓度、难生物降解的有机工业废水,对我国的水环境造成了严重的污染。焦化废水中有机物浓度高,难降解物种类多,色度高,导致处理难度大,运行费用高。因而,焦化废水的稳定、全面达标以及降低运行费用已成为当今废水处理界公认的难题。 本论文面对我国国民经济的重大需求和环境保护的重大问题,针对焦化废水处理现状,从研究固定化优势复合菌入手,探索了适合现状焦化废水处理厂(站)原位增强的技术。通过单元生物技术优化研究,开发了四段式生物反应器复合工艺,使焦化废水COD和NH_4~+-N全面达标,并通过对工艺核心反应器的动力学研究为工艺的实际应用提供指导;利用炼焦过程的中间产物,研究了焦化废水深度处理脱色工艺,确定了高效廉价的焦化废水深度处理新型改性脱色吸附剂,为焦化废水的再生回用提供了技术支持。 利用从焦化厂曝气池和缺氧池污泥中分离、筛选得到的高效优势复合菌,通过新型生物载体的固定,投加至厌氧水解-好氧两段SBR反应器中进行生物强化,对其处理焦化废水进行研究。结果显示,高效复合菌对降解焦化废水中的难降解有机物有明显优势,反应器对COD的去除率达到80.38%,对NH_4~+-N的去除率达到68.37%,较投加高效复合菌前分别提高20%和38%以上。固定化优势复合菌对A-O处理工艺的生物强化,可为现状焦化废水处理厂(站)进行原位增强提供关键技术。 在对几种典型焦化废水处理工艺环境影响因子的研究中发现,单一复合反应器中生物相丰富,有较强的抵抗冲击负荷的能力,反应器中的污泥浓度高达16600mg/L,反应器对焦化废水中COD和NH_4~+-N的降解效率较传统活性污泥曝气池分别提高30%和55%以上;水解酸化反应器可将焦化废水的B/C比由0.27~0.30提高到0.32~0.40,平均提高26.3%,改善了后续好氧处理反应器对基质的降解效率;厌氧水解和好氧活性污泥反应器的复合,使得好氧反应器对COD的去除率从常规活性污泥法的58%提高至70%,提高了12%,且厌氧反应器的兼氧环境,使得复合工艺较单一复合反应器工艺反硝化率提高16.5%;厌氧水解、好氧活性污泥反应器和复合生物反应器的复合,对焦化废水中的有机物经过水解酸化和两级好氧处理,使得废水中的难降解有机物被多种类群的微生物高效降解,尤其好氧活性污泥反应器与复合生物反应器的复合,使得工艺系统对COD的去除率高达90%以上,NH_4~+-N硝化率达85%以上,可使处理焦化废水中COD和NH_4~+-N浓度分别低于100mg/L和15mg/L。 研究确定了厌氧水解-缺氧-好氧活性污泥反应器-复合生物反应器的复合工艺是针对难降解焦化废水基质条件的四段式最佳复合工艺。复合工艺对焦化废水中的高浓度难降解有机物通过厌氧水解及两级好氧去除,对废水中的NH_4~+-N污染物通过好氧硝化和缺氧反硝化脱除,使得出水全面达标。复合工艺的各段水力停留时间比为1:1.2:1.9:0.8;由于复合生物反应器中的高污泥量、高降解特性,溶解氧浓度是活性污泥反应器的3倍以上;工艺系统两级好氧单元进水COD污泥负荷及NH_4~+-N污泥负荷分别是传统单一好氧活性污泥反应器的1.2倍和1.4倍以上。在最佳影响因子控制下,复合工艺系统除对焦化废水中COD和NH_4~+-N的去除率分别达到90%和85%外,反硝化率达到75%以上。 对水解酸化提高焦化废水可生化性进行动力学研究发现,经水解酸化处理后,活性污泥系统的动力学半速率常数Ks从常规活性污泥法的101.998下降至71.899,最大比基质降解速率K从0.00224上升至0.00304,较大程度地改善了焦化废水的生物抑制作用和可生化性;对好氧SBR反应器处理焦化废水的反应过程进行动力学研究后得出,底物降解过程动力学减速增殖速度常数km值为1.0×10-5;对生物强化好氧SBR反应器处理焦化废水进行动力学研究,得出二级生化反应去除焦化废水中COD的动力学方程,其速率常数为0.0298。 研究了焦化废水的深度处理脱色,对活性炭、粉煤灰、焦炭与新型改性半焦对焦化废水吸附脱色的研究发现,新型改性半焦对焦化废水深度处理的脱色率高达92.3%,是活性炭的1.06倍,粉煤灰的1.94倍,焦炭的1.14倍。从吸附剂原料的易得性、制备成本和吸附处理的运行费用综合比较,半焦吸附效果与活性炭相似,而其运行费用只有活性炭的60%。半焦是一种具有广阔工程应用前景的新型焦化废水脱色吸附剂,吸附饱和后可继续再生利用,深度处理后的焦化废水可工业回用。 对试验研究确定的焦化废水四段式最佳复合工艺在工程实际中的应用进行计算和分析,在满足国家一级排放标准的前提下,该复合工艺处理单位水量的建设费用约为4200元/m3,含深度处理脱色的运行费用约为4.15元/m3,实现了技术先进,经济合理的工程目标。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵军;高浓度焦化废水处理的中试[J];北方环境;2005年02期
2 辛宝平,庄源益,胡国臣,宋文华,金朝晖,邹其猛;菌株NKS-3对溴氨酸脱色特性探讨[J];城市环境与城市生态;1999年05期
3 朱文亭,颜玲;污水的水解(酸化)—好氧生物处理工艺[J];城市环境与城市生态;2000年05期
4 仇雁翎,赵建夫,李咏梅,顾国维;A_1-A_2-O生物膜系统处理焦化废水试验中好氧段影响因素的研究[J];重庆环境科学;2001年06期
5 冀滨弘,章非娟;难降解有机污染物的处理技术[J];重庆环境科学;1998年05期
6 徐革联,张劲勇,邵景景,熊楚安;粉煤灰生物联合处理焦化废水的研究[J];粉煤灰综合利用;1999年04期
7 翟建平,徐应成,何富安,苏联金;华能南京电厂粉煤灰中微珠特征及形成机理探讨[J];粉煤灰综合利用;1996年03期
8 王洪山,王秀丽,戴中英;水中有机物与浊度之相关性[J];中国给水排水;1991年02期
9 文一波,张辉明,钱易;A-A/O法处理焦化废水中试研究[J];中国给水排水;1992年02期
10 袁林江,彭党聪,王志盈;短程硝化—反硝化生物脱氮[J];中国给水排水;2000年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈启斌;固定化优势菌处理焦化废水动力学基因研究[D];太原理工大学;2002年
2 白晓平;利用固定化高效优势菌处理焦化废水的实验研究[D];太原理工大学;2002年
3 毋海燕;焦化废水的氨氮处理[D];太原理工大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张大超;曾宪营;张菊花;;氨氮废水处理方法研究进展[J];四川有色金属;2011年04期
2 尹志高;陆志波;杨健;刘静;;蚯蚓生物滤池处理农村分散生活污水效果研究[J];四川有色金属;2011年04期
3 陈清艳,胡群义;亚硝酸氮积累的影响因素[J];安徽化工;2003年05期
4 郑俐;;焦化废水处理技术的进展[J];安徽化工;2006年04期
5 蔡为荣,欧阳明,王雪梅,王绍运;活性碳—天然锰砂混合处理镀锌废水的初探[J];安徽机电学院学报;2000年01期
6 皇甫尚旻;蔡昌凤;;降解焦化废水优势菌的筛选及其特性研究[J];安徽工程大学学报;2011年02期
7 李超敏;韩梅;张良;陈锡时;;细胞固定化技术——海藻酸钠包埋法的研究进展[J];安徽农业科学;2006年07期
8 刘灵芝;陈志刚;;微生物在污染治理中的应用[J];安徽农业科学;2006年07期
9 金小天;霍文冕;杨占星;;发展循环经济构建资源循环利用体系——以甘肃省高台县为例[J];安徽农业科学;2006年11期
10 莫钟川;唐文浩;;缫丝生产废水的特征及处理方法的研究[J];安徽农业科学;2006年14期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李琳;黄凯兴;陈鹏松;陈石;李武;;垃圾渗滤液中氨氮的资源化回收利用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 段秀举;刘亚丽;;强化预处理阶段渗滤液处理效能研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
3 王毅;;生物强化法处理废水技术研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 战培荣;刘伟;卢玲;;循环水养鱼高效水处理技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
5 高从堦;;膜分离技术与水资源和水再用[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
6 许京晶;李伟英;桂学明;谢良杰;;粉末活性炭—超滤膜联用工艺去除水体藻类的特性研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
7 刘慧君;许晓毅;朱跃敏;肖瑞;;A/O-MBR处理生活污水低温启动试验研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
8 孟繁丽;李亚峰;;复合式UCT-MBR在中水回用中的试验研究[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
9 吴树彪;张海勤;曹薇;董仁杰;;生物电极法废水处理中电流强度影响的实验研究[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
10 雷晓玲;叶方剑;刘贤斌;陈文华;;长江上游三峡库区低温、低C/N城市污水中TN去除对策分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙刚正;羧甲基油酰壳聚糖的制备、性质及其对含油废水絮凝机理的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
3 孙金香;氧化镁基活性炭复合材料的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
4 陆谢娟;低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究[D];华中科技大学;2010年
5 张莉莉;人工用材林经济利用优化分析方法的研究[D];北京林业大学;2011年
6 张博亚;铜阳极泥加压酸浸预处理工艺及机理研究[D];昆明理工大学;2008年
7 李淑兰;人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究[D];中南林业科技大学;2007年
8 王凯鹏;电子中介体固定化及其在微生物燃料电池阳极的应用[D];武汉大学;2010年
9 耿炤宇;处理焦化废水微氧EGSB反应器启动和运行特性研究[D];太原理工大学;2011年
10 李大伟;热解稻壳炭基多孔材料的制备、表征及应用基础[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨文静;武汉市内湖富营养化周年变化规律的监测及初步讨论[D];华中农业大学;2010年
2 孙菲;优势脱氮菌的筛选及工业化应用基础研究[D];安徽工程大学;2010年
3 郑西强;利用焦化废水中水洗煤对煤的可浮性影响研究[D];安徽工程大学;2010年
4 牛菲菲;混凝-Fenton法及白腐真菌处理DDNP废水的研究[D];河南理工大学;2010年
5 胡雪利;SMBR处理维生素类制药废水中试研究[D];郑州大学;2010年
6 吕晶晶;A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究[D];郑州大学;2010年
7 侯亚辉;A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工艺处理城市污水比较研究[D];郑州大学;2010年
8 许苗苗;净菜、泡菜贮藏过程中亚硝酸盐的变化及控制[D];山东农业大学;2010年
9 李翠云;基于PLC与模糊PID的混凝投药复合控制系统的研究[D];山东农业大学;2010年
10 周爱娟;TiO_2/Fe_3O_4-SiO_2光催化剂对废水中萘降解性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵军;高浓度焦化废水处理的中试[J];北方环境;2005年02期
2 梁轶;焦化废水生物脱氮[J];节能与环保;2001年03期
3 辛宝平,庄源益,胡国臣,宋文华,金朝晖,邹其猛;菌株NKS-3对溴氨酸脱色特性探讨[J];城市环境与城市生态;1999年05期
4 朱文亭,颜玲;污水的水解(酸化)—好氧生物处理工艺[J];城市环境与城市生态;2000年05期
5 宋文华,胡国臣,颜慧,戴树桂,温孚江;蒽醌染料及其中间体絮凝菌的特性[J];城市环境与城市生态;1999年01期
6 宋文华,颜慧,胡国臣,冯,庄源益,戴树桂;脱色酶和优势菌混合固定化降解染料的研究[J];城市环境与城市生态;1999年02期
7 曹建劲;沸石活化及其在水处理中的应用研究[J];重庆环境科学;2003年12期
8 周健,罗固源,刘国涛,吉方英;间歇曝气反应器的运行工况试验研究[J];重庆环境科学;1998年03期
9 冀滨弘,章非娟;难降解有机污染物的处理技术[J];重庆环境科学;1998年05期
10 余建立,肖兴国;用热分析法研究半焦气化动力学[J];东北大学学报;1994年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张晓健,雷晓玲,何苗,谷中春;好氧生物处理对焦化废水中有机物的去除[J];环境保护;1994年08期
2 张永发,孙亚玲,秦玉明,温莉;生物脱氮研究及其在处理焦化废水中的应用[J];煤炭转化;1994年01期
3 郭栋生,袁小英,席玉英,王爱英,刘建宏;光照对焦化废水植物毒性的影响[J];环境化学;1999年06期
4 卢建杭,王红斌,刘维屏;焦化废水中有机污染物的混凝去除作用机理探讨[J];工业水处理;2000年06期
5 杨平,王彬,石炎福;焦化废水生物流化床系统脱氮中试研究[J];环境工程;2002年04期
6 梁杰群,廖勇,覃洁;聚合硫酸铁处理终端焦化废水的研究[J];中国环境监测;2002年04期
7 李文英,杜军,鲍卫仁,朱素渝;循序间歇式脱氮工艺去除焦化废水中氨氮的研究[J];煤炭转化;2002年01期
8 方振炜,李光明,赵建夫;催化湿式氧化法处理焦化废水的分析[J];工业水处理;2003年01期
9 邵瑰玮,李劲,王万林,李胜利;脉冲电晕放电下焦化废水脱硫的研究[J];环境科学;2004年02期
10 罗鹏安,吴志超;沸石联合生物作用处理焦化废水的研究[J];工业水处理;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 董轶茹;刘文丽;;焦化废水对蚕豆和大麦毒性的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
2 于剑峰;李玉平;曹宏斌;阎子峰;;陶瓷过滤预处理焦化废水研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
3 韦朝海;;煤化工中焦化废水的污染、控制原理与技术应用[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
4 徐建平;蔡昌凤;黄建宇;徐四海;;独立焦化企业在区域循环经济模式下的焦化废水零排放新工艺研究与实践[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
5 王小文;胡芸;韦朝海;吴超飞;;疏水化改性分子筛对焦化废水的吸附研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
6 张仁鹏;戎吉;刘海棠;房井新;;焦化废水零排放探讨[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
7 李国良;;焦化废水达标思考与试验[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
8 杨天旺;吴洪英;林齐枢;;应用HSB技术处理焦化废水的中试研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(2)[C];2003年
9 许一华;;焦化废水COD为何难降解[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十五届焦化学术年会论文集(下册)[C];2010年
10 马院红;余兆祥;;同步硝化反硝化工艺处理焦化废水[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张新喜 何媛 范美玲;焦化废水快速检测与原水均质技术研究[N];世界金属导报;2009年
2 聂保林;生物脱氮技术治焦化废水顽疾[N];中国环境报;2005年
3 西曲矿 王月爱;焦化废水污染的防治[N];山西科技报;2004年
4 聂保林;桑德SDN焦化废水治理工艺进入推广阶段[N];中国环境报;2005年
5 王娟;CMBR技术实现焦化废水零排放[N];中国化工报;2008年
6 胡新亮 陈昌华 李会龙;国内采用物理吸附法处理焦化废水的研究[N];世界金属导报;2008年
7 付久来 闫利民 李晓辉;工业废水“废而不弃”[N];中国矿业报;2009年
8 刘云平;SDN工艺治理焦化废水效果好[N];中国冶金报;2006年
9 记者 宋家辰 刘敬元 通讯员 曹洪儒;焦化废水深度处理有了新希望[N];中国冶金报;2009年
10 记者 单广明;省人大视察组来通[N];通化日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董轶茹;焦化废水对植物的毒性作用研究[D];山西大学;2010年
2 徐金球;超声空化及其组合技术降解焦化废水的研究[D];昆明理工大学;2002年
3 傅敏;活性炭纤维改性及对焦化废水中有机物吸附作用的研究[D];重庆大学;2004年
4 唐光临;焦化废水亚硝化反硝化生物脱氮的研究[D];重庆大学;2002年
5 杨平;聚合物载体流化床反应器生物颗粒特性及焦化废水流化床系统生物脱氮研究[D];四川大学;2002年
6 李娜;介孔生物填料流化床和蒙脱石吸附混凝工艺脱氮除酚效能[D];哈尔滨工业大学;2008年
7 吴高明;焦化废水(液)物化处理技术研究[D];华中科技大学;2006年
8 赵义;A~2/O~2生物膜法处理焦化废水中试研究[D];太原理工大学;2007年
9 严兴;A~2/O固定生物膜法焦化废水处理系统群落空间演替模式的系统轨迹分析及应用[D];上海交通大学;2007年
10 郝素菊;钢铁联合企业典型废弃物的综合处理研究[D];东北大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙国新;焦化废水生物脱氮的试验研究[D];重庆大学;2002年
2 白莉;焦化废水短程硝化-反硝化脱氮技术研究[D];太原理工大学;2003年
3 马英歌;复合高铁酸盐处理焦化废水的研究[D];广西大学;2001年
4 帖靖玺;生物强化技术处理焦化废水中难降解有机物及其相关性分析[D];西安建筑科技大学;2003年
5 徐云;焦化废水优势菌的分离及其降解特性研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 马晓利;超声辐照——活性污泥法处理焦化废水新工艺[D];昆明理工大学;2002年
7 李冰;ASBR+SBR(反硝化)+SBR(碳氧化)+BAF(硝化)联合处理焦化废水的研究[D];太原理工大学;2003年
8 陈启斌;固定化优势菌处理焦化废水动力学基因研究[D];太原理工大学;2002年
9 白晓平;利用固定化高效优势菌处理焦化废水的实验研究[D];太原理工大学;2002年
10 毋海燕;焦化废水的氨氮处理[D];太原理工大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026