含PVA的退漿廢水具有污染物濃度高、堿度大、難降解性強(qiáng)等特點(diǎn),這種廢水處理起來難度很大,至今在生產(chǎn)實(shí)際中還沒有找到較好的技術(shù)使其達(dá)標(biāo)排放。退漿廢水的難處理性以及日益嚴(yán)格的排放要求,使開發(fā)經(jīng)濟(jì)有效的退漿廢水處理技術(shù)成為必然。 論文針對含PVA的退漿廢水的特性,選用改進(jìn)的HABR反應(yīng)器來預(yù)處理退漿廢水,HABR反應(yīng)器通過增加反應(yīng)器高度和出水回流來提高反應(yīng)器捕獲微小顆粒污泥的能力以及促進(jìn)顆粒污泥的形成,從而提高反應(yīng)器的處理效率,HABR反應(yīng)器同時(shí)具備了EGSB和ABR反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)。 本研究來源于橫向課題:“藍(lán)嶺印染2400噸/日紡織印染廢水處理工程設(shè)計(jì)(課題編號:H20081208)”,并得到東華大學(xué)博士學(xué)位論文創(chuàng)新基金(項(xiàng)目編號:BC200828)和上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:B064)的資助。 本文以實(shí)際退漿廢水為進(jìn)水,系統(tǒng)研究了HABR反應(yīng)器的啟動;通過正交試驗(yàn)確定了最優(yōu)運(yùn)行參數(shù);進(jìn)行了PVA的厭氧靜態(tài)試驗(yàn);討論了HABR反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥的微生態(tài)特征;分析了PVA的降解機(jī)理;對HABR反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行階段的數(shù)據(jù)和HABR反應(yīng)器的水力特性示蹤試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。 本文的試驗(yàn)結(jié)果表明: (1)在HABR中直接接種厭氧顆粒污泥,以退漿廢水為試驗(yàn)進(jìn)水,在系統(tǒng)水力停留時(shí)間為168h、中溫(32±1)℃、進(jìn)水pH值6.5～8.0、堿度適當(dāng)偏高條件下,進(jìn)入反應(yīng)器廢水COD_(Cr)濃度由1800mg/L逐漸提高到13520mg/L,運(yùn)行60天后系統(tǒng)COD_(Cr)去除率均高于45%,并且保持穩(wěn)定,出水pH值和堿度相對比較穩(wěn)定,污泥明顯呈顆粒狀,反應(yīng)器啟動完成。反應(yīng)器可以在短時(shí)間內(nèi)重新啟動,污泥活性很快得到恢復(fù)。 (2)通過135天的正交試驗(yàn)討論了不同的進(jìn)水堿度,出水回流比和水力停留時(shí)間對COD、PVA去除率的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明影響COD、PVA去除率的主次關(guān)系為:水力停留時(shí)間＞出水回流比＞進(jìn)水堿度。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際的工程的需要,確定較優(yōu)的運(yùn)行方案為:進(jìn)水堿度500 mg/L、出水回流比94、水力停留時(shí)間5天。 (3)厭氧顆粒污泥對純PVA的降解試驗(yàn)表明污泥的微生物組成與粒徑大小對PVA降解有影響。堿度過大對PVA的降解不利,但對COD的去除有利。共基質(zhì)試驗(yàn)表明,以葡萄糖為碳源時(shí),高濃度的葡萄糖抑制PVA的生物降解;以淀粉為碳源時(shí),PVA的降解機(jī)理與加入葡萄糖時(shí)不同;以豆?jié){為共基質(zhì),PVA需要較長時(shí)間才能降解。PVA濃度對厭氧污泥活性的抑制試驗(yàn)表明:當(dāng)處理廢水中的PVA濃度與馴化污泥的廢水中PVA濃度相差較大時(shí),則會對污泥的活性產(chǎn)生一定的抑制作用。 (4) HABR反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥的微生態(tài)特征研究表明:由于顆粒污泥的形成,HABR反應(yīng)器有較好的COD去除率。HABR各隔室不同的環(huán)境(pH、底物類型及濃度)形成了不同的微生物群落,1~#隔室顆粒污泥中的優(yōu)勢菌是利用H_2的產(chǎn)甲烷菌;2~#隔室的顆粒污泥中沒有明顯的優(yōu)勢菌,菌群多樣復(fù)雜;3~#隔室的顆粒污泥中以球狀菌和長桿狀菌占優(yōu)勢;4~#隔室的顆粒污泥中的優(yōu)勢菌是短桿狀產(chǎn)甲烷菌。HABR各隔室顆粒污泥利用淀粉、乙酸、丙酸和丁酸的產(chǎn)甲烷活性不同,說明各隔室顆粒污泥的微生物組成不同,前面以產(chǎn)酸菌為主,后面以產(chǎn)甲烷菌為主。HABR反應(yīng)器中顆粒污泥的輔酶F_(420)沿隔室逐漸變化,與產(chǎn)甲烷活性的變化趨勢不同,可能是由于各產(chǎn)甲烷細(xì)菌的含量不一,因此相關(guān)性較差。 (5)進(jìn)出退漿廢水的FT-IR、~1H NMR譜圖分析結(jié)果表明:退漿廢水中PVA的分子鏈在厭氧微生物的作用下發(fā)生了斷裂,大分子的PVA能在兼氧條件下降解成較簡單的中間產(chǎn)物,并且這些中間產(chǎn)物能在好氧條件下進(jìn)一步礦化。PVA能在厭氧條件下發(fā)生有效降解,而且和在有氧條件下的降解機(jī)理相類似,但試驗(yàn)條件的不同具體的代謝路徑也是有區(qū)別的。 (6) HABR反應(yīng)器在平穩(wěn)運(yùn)行階段COD和PVA去除率穩(wěn)定在42.0%和18.0%左右;最大平均產(chǎn)氣量為0.3 L CH_4/g COD去除;出水堿度在700mg/L左右,適合的堿度和pH值是HABR反應(yīng)器平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。HABR反應(yīng)器的水力死區(qū)較小,它的分散數(shù)D/uL在0.105～0.132之間,流態(tài)介于理想完全混合式與理想推流式之間,接近理想推流式。
【學(xué)位單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

圖2一1試驗(yàn)用HABR實(shí)物圖FigureZ一 1RealmaPsofahybridanaerobiebaffledreactor圖2一2試驗(yàn)用顆粒污泥實(shí)物圖FigureZ一 2RealmaPsofgranularsludgeusedintheexPeriment(2)‘實(shí)驗(yàn)裝置圖試驗(yàn)裝置見圖2一3。用排水集氣法來收集產(chǎn)‘}二的氣體，計(jì)橫泵控;}jlJ進(jìn)水最和網(wǎng)流速率，系統(tǒng)溫度控制在32士!℃。

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比和減短水力停留時(shí)間有相同的效果，都提高了反應(yīng)器的產(chǎn)氣量。這可能是由于這兩者都是提高了有機(jī)負(fù)荷，微生物在較高的有機(jī)負(fù)荷條件下，與廢水中的有機(jī)物充分接觸反應(yīng)，所以相應(yīng)的產(chǎn)氣量提高。圖4一6b給出了水力停留時(shí)間為5天時(shí)甲烷氣體百分率與出水回流比之間的關(guān)系，從圖中發(fā)現(xiàn)甲烷氣體的百分率隨著出水回流比的提高而減小，而從圖4一6a可以看出在相同的有機(jī)負(fù)荷條件下，總產(chǎn)氣量隨著出水回流比的提高而增加，這兩可能者之間并不矛盾。雖然總的產(chǎn)氣量增加了，但甲烷氣體的百分率減小了，這可能是因?yàn)槌鏊亓鞅鹊奶岣唠m然增高了有機(jī)負(fù)荷，但產(chǎn)甲烷細(xì)菌在高負(fù)荷條件下的競爭力有所減弱，耐沖擊負(fù)荷的能力有限，故甲烷氣體的百分率減小了，相應(yīng)的產(chǎn)生其他氣體的細(xì)菌的競爭力比較強(qiáng)，競爭力強(qiáng)的細(xì)菌產(chǎn)生的氣體量相應(yīng)增加了。4.4本章小結(jié)(l)通過135天的正交試驗(yàn)討論了不同的進(jìn)水堿度
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本文編號：2858067