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CSTR-IC-SBR组合工艺处理纤维素乙醇废水的中试研究

范利茹  
【摘要】:目前,以秸秆为原料的纤维素产乙醇的生产技术正在蓬勃发展,各地纷纷建立中试装置用于生产实践,部分地区还建立了示范工厂。随着纤维素燃料乙醇行业的扩大生产,产生的废水数量将非常惊人,每生产1 t纤维素燃料乙醇,将产生约25-35 t工业废水,这些高浓度有机废水的处理以及资源化问题亟待解决。研究此类废水的处理方法,开发经济实用的废水处理工艺,对加快纤维素乙醇燃料的产业化步伐具有极其重要的现实意义。本文以某集团纤维素乙醇废水为研究对象,在对废水的来源、特性以及近年来人们对处理这种废水的工艺应用及研究现状分析之后,设计了两级厌氧(CSTR+IC)-SBR短程硝化反硝化的中试废水处理工艺。从微生物生态学、生物化学的角度出发,分别系统的研究了CSTR、IC、SBR反应器的接种污泥驯化、反应器启动、运行过程参数的调控以及影响因素等,对短程硝化反硝化工艺实现的控制因素进行了分析。两级厌氧-短程硝化反硝化组合工艺以低浓度生产废水启动,历时100天。在3个反应器启动成功后进行了为期70天的驯化运行。经过5个阶段的逐步驯化,废水生物处理工艺能够稳定的处理秸秆纤维素燃料乙醇废水与该工艺厌氧出水按1:6比例混合的混合废水,废水的回用使得进水投碱量减少了一半,系统对COD的去除率达85%,氨氮去除率在90%以上。对厌氧出水进行臭氧处理,进水的可生化性稍有提高,进而提高系统对COD的去除率。通过对混合废水厌氧处理过程中系统的有机物、氨氮、BOD5、碱度、硫酸根等进行了检测,以及对废水处理工艺各段B/C值进行计算分析,表明了该处理工艺能够对纤维素燃料乙醇废水进行有效处理。在碱度充足的条件下,短程硝化反硝化体系的p H值呈现一定的规律性。“氨谷”的出现可以指示硝化反应的终点。同时,曝气方式的不同对于出水中硫酸根的含量影响不同。此外,不同运行方式及反硝化投加碳源的不同均会影响短程硝化反硝化脱氮效能。组合工艺进行工程放大,对其进行经济性分析。结果表明,该套组合工艺处理纤维素乙醇废水具有良好的经济性。每吨废水的处理价格为14.3元,设备一年的运行费用为522.07万元。同时,工艺处理过程中还可以产生能源型气体甲烷,以理论值计算,甲烷发热产电可创造170.07万元的价值。


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1 范利茹;CSTR-IC-SBR组合工艺处理纤维素乙醇废水的中试研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
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