發(fā)布時間：2017-08-28 16:28

  本文關鍵詞：高流速下反硝化脫硫工藝負荷優(yōu)化及單質(zhì)硫回收研究

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【摘要】：高濃度含硫含氮有機廢水對水體環(huán)境和人類健康具有嚴重的威脅,生物反硝化脫硫工藝(DSR)能夠高效去除廢水中的有機物、硫化物和硝酸鹽污染物,并且通過工藝參數(shù)的調(diào)控優(yōu)化將硫化物定向轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫進行資源化回收。然而如何實現(xiàn)DSR工藝的長期穩(wěn)定運行和有效的單質(zhì)硫回收是其工程應用和推廣面臨的主要問題。本研究圍繞DSR工藝的運行效能及硫回收展開,在厭氧膨脹顆粒污泥床反應器(EGSB)中考察上升流速及碳氮硫負荷對反硝化脫硫工藝的影響;通過優(yōu)化工藝參數(shù)進一步提高反應器效能及穩(wěn)定性;對廢水反硝化脫硫工藝制取的單質(zhì)硫特性進行研究,提出合理的硫回收方法,為DSR工藝的實際運行、調(diào)控及硫回收提供理論基礎。通過比較DSR-EGSB反應器在上升流速分別為2 m/h,3.5 m/h和5 m/h下的運行效能,確定3.5 m/h為DSR工藝最佳的上升流速,該流速下反應器中VSS/SS值在0.47-0.51之間波動,反應器效能相對穩(wěn)定;在三種流速下出水中硫含量占總生成量的比例分別為37%,51%和54%,說明在該范圍內(nèi)增加上升流速可有效提高單質(zhì)硫在水相中的分布比例。通過考察不同碳氮硫負荷對DSR工藝的沖擊,確定適宜于DSR工藝高效穩(wěn)定運行的碳氮硫負荷分別為2.22 kg C·m-3·d-1,2.06 kg N·m-3·d-1和3.93 kg S·m-3·d-1,該負荷下乙酸鹽、硝酸鹽和硫化物的去除率達到95%,98%和95%以上,單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率達到85%。在高負荷下,硫化物對Pseudomonas、Azoarcus、Thauera等異養(yǎng)反硝化微生物的抑制引起反應器中亞硝酸鹽的積累是DSR工藝崩潰的主要原因。對廢水反硝化脫硫工藝制取的單質(zhì)硫特性進行研究,提出酸脫穩(wěn)-斜板沉淀-離心的硫回收組合方法。在pH值為3-5的脫穩(wěn)條件下,當斜板沉淀池表面水力負荷小于0.42 m3/(m2·h),離心轉(zhuǎn)速大于3000 r/min時,單質(zhì)硫分離率達到71%以上。根據(jù)實驗結果建議選取臥式螺旋沉降離心機為示范工程中硫脫水濃縮設備。經(jīng)組合工藝可分離回收得到單質(zhì)硫含量為35.6%的粗產(chǎn)物,其BET比表面積為8.4 m2/g,平均孔隙直徑為16.2 nm,具有較強的吸附能力。粗硫產(chǎn)物可在工農(nóng)業(yè)和環(huán)保領域直接利用,也可通過二次提純精煉為商品硫磺進行利用。
【關鍵詞】：反硝化脫硫工藝 上升流速 處理負荷 硫回收
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 含硫含氮有機廢水的特性及危害10
• 1.2 含硫含氮有機廢水生物處理工藝研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 廢水生物脫硫工藝研究進展11-12
• 1.2.2 廢水生物脫氮工藝研究進展12-13
• 1.3 廢水生物反硝化脫硫工藝研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 廢水生物反硝化脫硫工藝的提出及發(fā)展14-15
• 1.3.2 廢水生物反硝化脫硫工藝效能研究進展15-16
• 1.3.3 不同流態(tài)對反硝化脫硫工藝的影響研究16-17
• 1.4 生物法制取的單質(zhì)硫特性及分離回收研究進展17-19
• 1.4.1 生物法制取的單質(zhì)硫特性研究進展17-18
• 1.4.2 單質(zhì)硫分離回收方法研究進展18-19
• 1.5 本課題研究的目的及內(nèi)容19-22
• 1.5.1 課題來源19
• 1.5.2 研究的目的及意義19-20
• 1.5.3 本課題研究內(nèi)容20
• 1.5.4 技術路線20-22
• 第2章 實驗材料與方法22-27
• 2.1 實驗設計22
• 2.2 實驗裝置22-24
• 2.2.1 EGSB反應器22-23
• 2.2.2 斜板沉淀裝置23-24
• 2.3 實驗材料24-25
• 2.3.1 實驗廢水24
• 2.3.2 實驗污泥24
• 2.3.3 實驗藥品及儀器24-25
• 2.4 分析檢測方法25-27
• 2.4.1 常規(guī)指標及分析25
• 2.4.2 單質(zhì)硫檢測方法25-26
• 2.4.3 微生物群落分析方法26-27
• 第3章 上升流速對反硝化脫硫效果及硫分布的影響27-37
• 3.1 引言27
• 3.2 上升流速對反硝化脫硫工藝污染物去除的影響27-31
• 3.2.1 上升流速對硫化物去除及單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化的影響27-29
• 3.2.2 上升流速對硝酸鹽去除的影響29
• 3.2.3 上升流速對乙酸鹽去除的影響29-31
• 3.3 上升流速對單質(zhì)硫分布及顆粒污泥的影響31-35
• 3.3.1 上升流速對單質(zhì)硫分布的影響31-33
• 3.3.2 上升流速對DSR顆粒污泥的影響33-35
• 3.4 本章小結35-37
• 第4章 碳氮硫負荷對反硝化脫硫工藝的影響37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 不同負荷下反硝化脫硫工藝的運行效能37-41
• 4.2.1 硫化物的去除及單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率38-39
• 4.2.2 硝酸鹽的去除39-40
• 4.2.3 乙酸鹽的去除40-41
• 4.3 不同負荷下硫元素轉(zhuǎn)化規(guī)律41-43
• 4.3.1 硫元素物料平衡分析41-42
• 4.3.2 硫轉(zhuǎn)化過程中電子平衡分析42-43
• 4.4 微生物群落結構對碳氮硫負荷變化的響應43-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第5章 反硝化脫硫工藝出水中單質(zhì)硫分離回收研究48-62
• 5.1 引言48
• 5.2 單質(zhì)硫分離回收研究48-55
• 5.2.1 含硫懸濁液穩(wěn)定性分析48-49
• 5.2.2 酸脫穩(wěn)-斜板沉淀法49-52
• 5.2.3 離心法52-55
• 5.3 反硝化脫硫工藝單質(zhì)硫產(chǎn)物質(zhì)量評價55-60
• 5.3.1 單質(zhì)硫表觀形貌分析55-56
• 5.3.2 單質(zhì)硫組成及結構分析56-59
• 5.3.3 生物硫應用前景分析59-60
• 5.4 本章小結60-62
• 結論62-63
• 參考文獻63-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果71-72
• 致謝72

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本文編號：748456