煤气废水深度处理工艺的研究

【摘要】：随着水资源的日益短缺和环境质量要求的不断提高,提高工业废水的重复利用率和努力实现“零排放”已经势在必行。煤化工废水是当前工业废水处理难题之一,具有成分复杂、有机物浓度高且多数性质稳定等特点,同时还含有高浓度的酚和氨,毒性较强,目前的处理技术均无法使之达标排放,若要实现煤化工废水回用则更为困难。本论文以回用煤化工生产废水为目的,分别采用“高级氧化-复合膜生物反应器”组合工艺和大孔树脂吸附工艺对经二级生物处理后的煤气废水进行了深度处理研究。 首先采用“高级氧化-复合膜生物反应器”组合工艺对经二级生物处理后的煤气废水进行了直接深度处理。实验结果表明：采用臭氧氧化法预处理煤气废水时,废水的可生化性显著提高,色度明显去除。在碱性条件下废水COD的去除效果较好,同时废水COD去除率随臭氧浓度的增大而提高；膜生物反应器以经臭氧预氧化后的煤气废水作为进水,系统的出水COD50mg/L,氨氮浓度为1-6mg/L,系统对氨氮的去除率在70%以上,实验研究证明向膜生物反应器内投加粉末活性碳可以强化膜生物反应器的处理效果并且能有效减缓膜污染。 本文还研究了另一种处理工艺,先将多级生物处理后的煤气废水直接回用至气化厂的冷却水系统,然后采用大孔吸附树脂对循环后的冷凝水浓缩液进行处理。静态和动态吸附的实验结果表明：树脂对水中污染物的吸附量随树脂投加量的增大而增加,且.呈线性关系；废水pH和温度的降低均有利于树脂对该种废水的吸附；吸附动力学研究表明,H-103型大孔吸附树脂对该种废水的吸附过程符合准二级动力学方程;废水经固定床吸附工艺处理后,在流速为3BV/h、温度为25℃、pH=6.5时,COD和色度去除率分别达到84.12%和96%,出水COD100mg/L,色度基本去除；树脂床吸附量可以达到20.39mg/g,穿透体积为54BV。 通过对比两种工艺实际应用的可行性情况后,确定采用“砂滤-03氧化-MBR/粉末活性炭(PAC)”组合工艺对煤气废水进行深度处理,并在某气化厂的供水分厂清水池车间进行了实验规模为0.5m3/h的中试试验。系统连续稳定运行后,出水水质完全符合排放标准和回用要求。组合工艺的出水的腐蚀性实验研究结果显示,与厂方现用循环冷却水相比,经组合工艺处理后的出水对碳钢和不锈钢的自然腐蚀速度均有所降低,因此该处理工艺的出水可以满足循环水补充水要求。 【关键词】：煤气废水 深度处理 臭氧氧化 膜生物反应器 吸附
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X784
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 课题来源及研究背景9
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究背景9
• 1.2 煤气废水的来源与危害9-10
• 1.2.1 煤气废水的来源9-10
• 1.2.2 煤气废水的特点及危害10
• 1.3 煤气废水处理的研究进展10-16
• 1.3.1 煤气废水的一级处理10-11
• 1.3.2 煤气废水的二级处理11-13
• 1.3.3 煤气废水的深度处理13-16
• 1.4 臭氧氧化技术的研究现状与进展16-18
• 1.4.1 臭氧氧化技术在废水深度处理中的应用16-17
• 1.4.2 臭氧氧化与其他技术在废水深度处理中联合应用17-18
• 1.5 膜生物反应器的研究现状与进展18-19
• 1.6 大孔吸附树脂的研究现状与进展19-20
• 1.7 课题研究目的、意义和主要内容20-22
• 1.7.1 研究目的与意义20
• 1.7.2 研究主要内容20-21
• 1.7.3 技术路线图21-22
• 2 实验材料与方法22-29
• 2.1 实验所用化学试剂22
• 2.2 实验仪器设备22-23
• 2.3 高级氧化联合膜生物反应器实验装置及工艺流程23-25
• 2.3.1 实验用水及水质指标23
• 2.3.2 复合膜生物反应器膜参数23-24
• 2.3.3 组合工艺装置图24-25
• 2.3.4 实验步骤及方法25
• 2.4 大孔吸附树脂工艺实验装置及工艺流程25-27
• 2.4.1 实验用水及水质指标25-26
• 2.4.2 大孔吸附树脂主要参数26
• 2.4.3 大孔树脂吸附工艺装置图26-27
• 2.4.4 实验步骤及方法27
• 2.5 腐蚀性实验方法27
• 2.6 检测及分析方法27-29
• 2.6.1 水样的常规分析方法27-28
• 2.6.2 平衡吸附量的计算方法28-29
• 3 高级氧化-复合膜生物反应器处理单元的小试实验研究29-44
• 3.1 不同体系的预氧化工艺处理效果比较29-30
• 3.2 单独臭氧氧化处理废水影响因素研究30-35
• 3.2.1 臭氧投量对处理效果的影响30-32
• 3.2.2 废水温度对处理效果的影响32-33
• 3.2.3 废水pH对处理效果的影响33-34
• 3.2.4 臭氧利用率的研究34-35
• 3.3 复合膜生物反应器的小试实验研究35-42
• 3.3.1 COD去除效果分析35-37
• 3.3.2 氨氮去除效果分析37-39
• 3.3.3 膜污染状况分析39-40
• 3.3.4 膜污染控制研究40-42
• 3.4 各处理段进出水水质成分分析与比较42
• 3.5 本章小结42-44
• 4 大孔树脂吸附工艺小试实验研究44-52
• 4.1 选型实验44
• 4.2 静态吸附实验研究44-50
• 4.2.1 温度对树脂吸附量的影响44-45
• 4.2.2 废水pH对树脂吸附量的影响45-46
• 4.2.3 静态平衡吸附研究46-48
• 4.2.4 吸附动力学研究48-50
• 4.3 动态吸附实验研究50
• 4.4 解吸实验研究50-51
• 4.5 本章小结51-52
• 5 煤气废水深度处理现场中试试验研究52-60
• 5.1 砂滤工艺装置图52-53
• 5.2 臭氧预氧化-复合膜生物反应器中试处理单元53-56
• 5.2.1 臭氧氧化连续运行研究53-54
• 5.2.2 复合膜生物反应器的中试启动和运行54-55
• 5.2.3 中试稳定运行期间进出水水质比较55-56
• 5.3 腐蚀试验研究56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 个人简介65-66
• 导师简介66-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67-68
• 致谢68

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