本文關鍵詞：己內酰胺廢水除碳脫氮技術及零價鐵強化生物脫氮機理研究　出處：《東華大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：己內酰胺(caprolactam)是一種常見的化工原料,工業(yè)用途廣泛。己內酰胺具有低毒性,長期接觸可使人出現(xiàn)頭昏頭痛、乏力等癥狀。當前國內外主要采用回收法、萃取法、電解法、生物法和膜法等處理己內酰胺廢水,各法普遍存在能耗偏高、成本高、反應條件苛刻、產(chǎn)生二次污染等問題,需探索高效而又經(jīng)濟的己內酰胺廢水處理方法。此外己內酰胺降解過程會釋放氨氮到水體中,采用有效的生物脫氮工藝去除其降解過程產(chǎn)生的氮素,有效控制氮的排放對己內酰胺廢水處理同樣具有重要意義。本研究先后采用序批式和馴化實驗分析己內酰胺的去除效果,并以零價鐵可強化活性污泥微生物活性為切入點,考察零價鐵對序批式和馴化實驗己內酰胺降解過程中生物脫氮反應的效果影響;并深入開展零價鐵強化生物脫氮反應的實驗研究,探究反應初始pH、C/N和DO對生物脫氮反應的效果影響,得到最優(yōu)反應條件。在此基礎上,驗證零價鐵對生物脫氮的強化作用,并分別從微生物的同化作用、同步硝化反硝化作用、脫氮關鍵酶活性等角度深入探究零價鐵生物脫氮反應的總氮去除貢獻機制。最后結合生產(chǎn)實際,對浙江某廠實際己內酰胺生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的多種廢水進行小試處理,以期出水COD可達到該廠所在化工園區(qū)的納管標準。得到的主要結論如下:(1)序批式實驗采用O/A/O工藝可有效去除己內酰胺,去除率為100%,COD去除率為84.9%,出水氨氮濃度為8 mg/L,總氮濃度為41.2 mg/L,在己內酰胺完全降解的出水中引入零價鐵后出水的總氮濃度可降至30 mg/L,而不投加零價鐵的體系出水總氮濃度無變化。(2)馴化實驗發(fā)現(xiàn)活性污泥經(jīng)馴化后僅通過好氧反應可降解處于較高濃度水平的己內酰胺,其中未引入零價鐵的體系出水總氮濃度為37.3 mg/L,引入零價鐵的體系出水總氮濃度為20.2 mg/L,總氮濃度明顯降低。(3)零價鐵強化生物脫氮反應實驗的最優(yōu)反應條件:反應初始pH為8,C/N為14,DO為1.8 mg/L,反應時間為6 h,氨氮的出水濃度小于5 mg/L,總氮的出水濃度約為11.5 mg/L,總氮去除率為53%;此反應過程中亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生濃度很低,體系具有良好的生物脫氮效果。(4)零價鐵強化生物脫氮反應的活性污泥顏色呈磚紅色,污泥含鐵量上升;污泥沉降指數(shù)處于50~100的正常范圍,污泥沉降性能無較大改變;污泥比表面積增大、體積平均徑減小;鏡檢發(fā)現(xiàn)引入零價鐵的活性污泥中的微生物相豐富,有短桿菌和球菌,污泥的絮體結構更為密實。(5)零價鐵強化生物脫氮反應機理探究實驗排除了零價鐵的化學作用及活性污泥中微生物的同化作用對生物脫氮的貢獻,證明了引入零價鐵馴化的活性污泥具有同步硝化反硝化作用,從而增強生物脫氮效果,同時測得引入零價鐵馴化的活性污泥的四種生物脫氮關鍵酶AMO、NXR、NAR和NIR的酶活性分別為未引入零價鐵馴化的活性污泥的1.23倍、1.53倍、3.6倍、1.55倍。其中NAR酶作為微生物反硝化過程的關鍵酶,可有效還原降解硝酸鹽氮,這與反應過程中硝酸鹽氮濃度降低的實驗現(xiàn)象相符。(6)采用鐵碳微電解—O/A/O組合工藝對浙江某廠己內酰胺生產(chǎn)過程產(chǎn)生的多股廢水進行混合處理,結果表明,COD去除率高達89.3%,出水穩(wěn)定低于COD≤500 mg/L的間接排放標準,同時處理后出水基本不含目標污染物己內酰胺。
[Abstract]:In this paper , the effect of zero valent iron on biological denitrification was studied by means of sequential batch and domestication experiments . ( 3 ) The optimal reaction conditions of the zero - valent iron - enhanced biological denitrification reaction were as follows : the initial pH of the reaction was 8 , C / N was 14 , DO was 1.8 mg / L , the reaction time was 6 h , the effluent concentration of ammonia nitrogen was less than 5 mg / L , the total nitrogen removal rate was about 11.5 mg / L , the total nitrogen removal rate was 3 . 6 times and 1.55 fold . ( 6 ) The multi - strand wastewater produced by caprolactam production process in a factory in Zhejiang was treated with iron - carbon micro - electrolysis - O / A / O combination . The results showed that the removal rate of COD was 89.3 % , and the effluent was stable below the indirect discharge standard with COD 鈮，

本文編號：1361405