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环境监测与治理 工业废水论文 环境工程 毕业论文.doc

环境监测与治理 工业废水论文 环境工程 毕业论文

tan庆明
2017-10-13 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《环境监测与治理 工业废水论文 环境工程 毕业论文doc》,可适用于高等教育领域

环境监测与治理工业废水论文环境工程毕业论文目录绪论概述工业废水的来源工业废水的分类工业废水的处理原则及趋势工业废水的有效治理的原则工业污水处理的发展趋势工业废水处理方法简述几种工业废水处理方法有关高吸水性树脂废水概述接枝聚合反应过程吸水性树脂废水初步鉴定高吸水性树脂废水中氨氮的测定铵标准曲线的绘制实验原水水质氨氮的实验测定关于高浓度氨氮废水高浓度氨氮废水的处理方法物化法生化联合法新型生物脱氮法研究的目的及意义研究实验方法确定实验部分实验原理实验仪器及药品化学沉淀法处理吸水性树脂废水的实验测定讨论单因数对处理效果影响药剂投加量对氨氮去除率的影响磷酸盐投加量对氨氮去除率的影响实验研究镁盐投加量对氨氮去除率的影响实验研究搅拌时间对氨氮去除率的影响验证实验结论参考文献绪论概述工业废水的来源水是宝贵的自然资源是人类赖以生存的必要条件。在人类生活和生产活动中从自然界取用了水资源经生活和生产活动后又向自然界排出受到污染的水。这些改变了原来的组成甚至丧失了使用价值而废气外排的水成为废水。由于废水中混进了各种污染物排进自然界水体日积月累最终将导致自然界中的某一水系丧失使用价值。‖污水‖两个术语用法比较混乱。就科学概念而言―废水‖是指废目前―废水‖和气外排的水―污水‖是指被脏物污染的水。不过有相当数量的生产排水并不脏(如冷却水等)因而用,废水‖统称比较合适。旨在谁知污浊不可取用的情况下两个术语才可通用。废水包括生活污水和工业废水。工业废水是指工业生产过程中废弃外排的水。工业废水对环境造成的污染危害以及应采取的防治对策取决于工业废水的特性。即污染物的种类、性质和浓度。工业废水的水质特征不单以废水类别而异往往因时因地而多变。工业废水的特点主要表现为:排放量大组成复杂污染严重。对废水水质常用两项最主要的污染指标来表示也就是指悬浮物和化学需氧量。不同的工业废水其水质差异很大。以化学需氧量为例较低的也在,mgL之间高的常达每升数万毫克甚至几十万毫克。工业废水的分类工业废水是区别于生活污水而言的含义很广。由于工业类型繁多而每种工业又由多段工艺组成产生的废水性质完全不同。影响工业废水所含污染物多少及其种类的因素主要有:()生产中所用的原材料()工业生产中的工艺过程()设备构造与操作条件()生产用水的水质与水量。根据废水中的主要化学成分从化学分类出发可分为有机、无机废水两类。但一个工厂排出的废水是个车间与工段的混合废水往往及含有有机污染物又含有无机污染物对这种一个厂或一个地区混合在一起的总排放的废水又称―为综合废水‖。废水中如果某一中成分在污染物中首要地位则常以该成分取名如含酚废水、含氰废水、含氮废水、含汞废水等。根据废水的酸碱性也可将废水分为酸性废水、碱性废水和中性废水。此外还可根据产生废水的工业部门或生产工艺来取名如焦化废水、电镀废水、造纸废水、化工废水、印染废水、农药废水、冷却废水等。工业废水的处理原则及趋势工业废水的有效治理的原则()最根本的是改革生产工艺尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。()在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中采用合理的工艺流程和设备并实行严格的操作和监督消除漏逸尽量减少流失量。()含有剧毒物质废水如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流以便于处理和回收有用物质。()一些流量大而污染轻的废水如冷却废水不宜排入下水道以免增加城市下水道和污水处理厂的负荷。这类废水应在厂内经适当处理后循环使用。()成分和性质类似于城市污水的有机废水如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等可以排入城市污水系统。应建造大型污水处理厂包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。与小型污水处理厂相比大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用又因水量和水质稳定易于保持良好的运行状况和处理效果。()一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水经厂内处理后可按容许排放标准排入城市下水道由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。()含有难以生物降解的有毒污染物废水不应排入城市下水道和输往污水处理厂而应进行单独处理。工业污水处理的发展趋势在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下工业废水处理的发展趋势是:把水和污染物作为有用资源回收利用和实行闭路循环。这可分为水和污染物综合循环回用。水和污染物各自单独循环回用。工业废水处理方法简述几种工业废水处理方法()化学沉淀法:化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂(沉淀剂)使之与废水中溶解态的污染物直接发生化学反应形成难溶的固体生成物然后进行固液分离从而除去水中污染物的一种处理方法。废水中的重金属离子(如砷、氟、硫、硼)均可通过化学沉淀法去除某些有机污染物亦可通过化学沉淀法去除。()活性污泥法:将空气连续鼓入曝气池的废水中经过一段时间水中能形成繁殖有大量好氧微生物的活性污泥它能吸附和分解废水中的有机物并以有机物为养料使微生物获得能量并不断增殖。离开曝气池的废水与活性污泥的混合液进入沉淀池进行泥水分离。一般废水在曝气池中停留,h能去除废水的BOD约。活性污泥法是一种较为广泛采用的生物处理方法。()生物接触氧化法:生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体生长有微生物的载体淹没在水中曝气系统为反应器中的微生物供氧。由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上克服了悬浮活性污泥易于流失的缺点在反应器中能保持很高的生物量。生物接触氧化法对冲击负荷和水质变化的耐受性强运行稳定它的容积负荷高占地面积小建设费用较低并且污泥产量较低无需污泥回流运行管理简单。但有时脱落一些细碎生物膜沉淀性能较差的造成出水中的悬浮固体浓度稍高一般可达到mgL左右。()膜生物反应器法:膜生物反应器(MembraneBioReactorMBR)是将膜分离技术与生物反应器结合在一起的新型污水处理工艺。根据膜分离组件的设置位置可分为分置式MBR和一体式MBR两大类。MBR工艺用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池可进行高效的固液分离克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足。()曝气生物滤池法:曝气生物滤池(BAF)是生物膜处理工艺的一种。采用一种新型粗糙多孔的粒状滤料具有很大的比表面积滤料表面生长有生物膜池底提供曝气污水流过滤床时污染物首先被过滤和吸附进而被滤料表面的微生物氧化分解。目前BAF已从单一的工艺逐渐发展成系列综合工艺有去除悬浮物、COD、BOD、硝化、脱氮等作用。()简易生化处理法:即沼气净化池利用厌氧消化原理进行固体有机物降解。沼气净化池的处理效率优于腐化池和沼气池造价低动力消耗低管理简单。适用于经济不发达地区的小型综合地区条件不具备时可采用简易生化处理作为过渡处理措施。有关高吸水性树脂废水概述高吸水性树脂废水就是指生产高吸水性树脂所产生的废水。本实验所用的废水来源为丙烯酰胺接枝淀粉硝酸铈铵为引发剂生产高吸水性树脂所产生的废水。有关其合成的理论如下。接枝聚合反应过程利用硝酸铈铵作为引发剂使淀粉分子上的H被夺走而产生自由基然后再引发单体丙烯酰胺形成淀粉丙烯酰胺自由基继续与丙烯酰胺进行链增长最后发生链终止。其反应如下:()引发剂与淀粉葡萄糖环配位HO()碳键断裂产生自由基HOOHO()接枝聚合反应自由基与丙烯酰胺形成两种形式的聚合物可用a、b两个反应式表示。发生接枝聚合反应的两种形式的自由基只是产生自由基的位置不同它们与丙烯酰胺反应形成的聚合物结构类似。HOOHCCHHOHHOHOCHH(a)HOOHHCCHCONHHOHHCHH(b)()皂化反应高分子吸水性树脂的吸水能力是高分子电解质的离子排斥作用所引起的分子扩张和网状结构引起阻碍分子的扩张作用所产生的结构所谓皂化水解反应就是使共聚物产生可以相互排斥的离子其反应可表示如下:HOHNaOHHOHOHH式中R为ONa或NH。自由基聚合属于连锁聚合反应由链引发、链增长、链终止、链转移的基元反应组成。()链转移反应通过增长反应活性链将其活性中心自由基转移到其他的分子(如单体、溶剂等)产生新的自由基。向单体转移原来的增长活性链因链转移提早终止使聚合度降低。但形成了新的活性链自由基活性未减弱聚合速率并没有降低。XCHHCHCCHHCHCCHCHC向溶剂或链转移剂转移溶液聚合时增长活性链自由基有可能向溶剂分子YZ转移也使分子量降低聚合速率是否改变则视新生自由基的活性而定。有时为了降低聚合物的分子量特加入链转移剂来调节分子量称为分子量调节剂。CHHCYZHCCHYZ()吸水性树脂实验药品淀粉、丙烯酰胺、N,N’亚甲基双丙烯酰胺、硝酸铈铵、NaOH、浓硝酸。吸水性树脂废水初步鉴定根据上述吸水性树脂实验原理、实验过程及药品初步可以肯定吸水性树脂废水为含有较高浓度的氨氮废水。但这只是从理论上的推断因此还必须对高吸水性树脂废水进行氨氮测定进一步确定废水中氨氮的含量。并把废水中的氨氮去除作为吸水性树脂废水处理实验研究的重点进行实验研究。高吸水性树脂废水中氨氮的测定测定原理碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红棕色胶态化合物其色度与氨氮含量成正比通常可以在波长,nm范围内测其吸光度计算其含量。测定试剂的配置()钠氏试剂的配置称取g氢氧化钠溶于ml水中充分冷却至室温。另称取g碘化钾和g碘化汞溶于水然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中用水稀释至ml贮存聚乙烯瓶中密封保存。()酒石酸钠溶液的配置称取g酒石酸钠溶于ml的水中加热煮沸以除去氨放冷定容至ml。()铵标准贮备溶液的配置称取g经干燥过的优级纯氯化铵溶于水中移入ml容量瓶中稀释至标线。此溶液每毫升含氨氮。()铵标准使用液的配置移取ml铵标准贮备液于ml的容量瓶中用水稀释至标线。此溶液每毫升含氨氮计算公式由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后从标准曲线上查得氨氮量()后按下式计算:氨氮(NL),mV×式中:m由标准曲线查得的氨氮量V水样体积ml。测定步骤()絮凝沉淀去ml水样在其中加入ml,硫酸锌溶液用,的氢氧化钠溶液调节至PH值在左右混匀静置沉淀(白色絮体)过滤弃去初滤液ml。()NHN标准曲线的绘制、、、、、、和ml铵标准使用液于ml分别吸取比色管中加水至标线加ml酒石酸钾钠溶液混匀。加ml钠氏试剂混匀。放置min后在波长nm处用光程mm比色皿以水作参比测定吸光度。由测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后得到校正吸光度绘制以氨氮含量()对校正吸光度的标准曲线。()水样的测定分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样加入ml比色管中稀释至标线。加ml钠氏试剂混匀。放置min后在波长nm处用光程mm比色皿以水作参比测定吸光度铵标准曲线的绘制实验NHN标准曲线的绘制把ml、ml、ml、ml、ml、和ml比色管中的液体放入分光光度仪中以水做参比得到他们的吸光度分别为见表表NHN值(mgL)标准曲线见图。图氨标准曲线得到一个线性方程:y=x原水水质氨氮的实验测定原水水质NHN的检测:把取来的废水摇匀取ml按上述方法测定其NHN的值。氨氮(NL),L关于高浓度氨氮废水过量氨氮排入水体将导致水体富营养化降低水体观赏价值并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮(mgL以上甚至达到几千mgL)以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。高浓度氨氮废水的处理方法物化法()MAP沉淀法主要是利用以下化学反应:理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐当Mg×–时可生成磷酸铵镁(MAP)除去废水中的氨氮。穆大纲等采用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgClHO和NaHPH生成磷酸铵镁沉淀的方法以去除其中的高浓度氨氮。结果表明在pH为lMgNHP的摩尔比为::反应温度为反应时间为min沉淀时间为min的条件下氨氨质量浓度可由mgL降低到mgL去除率达到以上。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。海水取之不尽并且其中含有大量的镁盐。以海水做为镁离子源试验研究了磷酸铵镁结晶过程。盐卤是制盐副产品主要含MgCl和其他无机化合物。Mg约为gL为海水的倍。用MgCl、海水、盐卤分别做为Mg源以磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水结果表明pH是最重要的控制参数当终点pH时反应在min内即可结束。由于废水中的NP不平衡与其他两种Mg源相比盐卤的除磷效果相同而脱氮效果略差。()吹脱法在碱性条件下利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于,气液比控制在左右渗滤液pH控制在左右对于氨氮浓度高达,mgL的垃圾渗滤液去除率可达到以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水(例如mgL)进行了处理试验。最佳工艺条件为pH,超声吹脱时间为min气水比为l:试验结果表明废水采用超声波辐射以后氨氮的吹脱效果明显增加与传统吹脱技术相比氨氮的去除率增加了,,,在,以上吹脱后氨氮在mgL以为了以较低的代价将pH调节至碱性需要向废水中投加一定量的氢氧化钙但容易生水垢。同时为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。反应在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液(mgL)时发现在pH,时间为h仅以rmin的速度梯度进行机械搅拌氨氮去除率便可达,。而在pH,时通过曝气脱氨氮在第小时pH开始下降氨氮去除率仅为,。据此认为吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。()沸石脱氨法利用沸石中的阳离子与废水中的NH进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而蒋建国等探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明每克沸石具有吸附mg氨氮的极限潜力当沸石粒径为,目时氨氮去除率达到了且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下进水氨氮浓度越大吸附速率越大沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。用沸石离子交换法处理经厌氧消化过的猪肥废水时发现NaZeo、MgZeo、CaZeo、kZeo中NaZeo沸石效果最好其次是CaZeo。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率综合考虑经济原因和水力条件床高cm(HD=)相对流量小于BVh是比较适合的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度的影响较大。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时产生的氨气必须进行处理。()膜分离技术利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便氨氮回收率高无二次污染。采用电渗析法和聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水可取得良好的效果。电渗析法处理氨氮废水,mgL去除率可在以上同时可获得的浓氨水。此法工艺流程简单、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。PP中空纤维膜法脱氨效率,回收的硫酸铵浓度在左右。运行中需加碱加碱量与废水中氨氮浓度成正比。乳化液膜是种以乳液形式存在的液膜具有选择透过性可用于液液分离。分离过程通常是以乳化液膜(例如煤油膜)为分离介质在油膜两侧通过NH的浓度差和扩散传递为推动力使NH进入膜内从而达到分离的目的。用液膜mgNHNLpH为,)法处理某湿法冶金厂总排放口废水(,当采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚为表面活性剂用量为,废水pH调至,乳水比在:,:油内比在,。硫酸质量分数为废水中氨氮去除率一次处理可达到以上。()化学氧化法利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨这种方法还可以起到杀菌作用但是产生的余氯会对鱼类有影响故必须附设除余氯设施。在溴化物存在的情况下臭氧与氨氮会发生如下类似折点加氯的反应:Br,,H。用一个有效容积L的连续曝气柱对合成废水(氨氮mgL)进行试验研究探讨BrN、pH以及初始氨氮浓度对反应的影响以确定去除最多的氨氮并形成最少的NO的最佳反应条件。发现NFR(出水NON与进水氨氮之比)在对数kg(md)坐标中与BrN成线性相关关系在BrN氨氮负荷为,时氨氮负荷降低则NFR降低。出水pH,时NFR和BrOBr(有毒副产物)最少。BrOBr可由NaSO定量分解NaSO投加量可由ORP控制。生化联合法物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制但是不能将氨氮浓度降到足够低(如mgL以下)。而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。实际应用中采用生化联合的方法在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。研究采用吹脱缺氧好氧工艺处理含高浓度氨氮垃圾渗滤液。结果表明吹脱条件控制在pH=、吹脱时间为h时吹脱预处理可去除废水中以上的氨氮再经缺氧好氧生物处理后对氨氮(由mgL降至mgL)和COD的去除率。用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液(COD为,mgL氨氮为,mgL)。研究结果表明在氨氮负荷kg(md)时硝化去除率可达以上COD去除率达BOD全部去除。以石灰絮凝沉淀空气吹脱做为预处理手段提高渗滤液的可生化性在随后的好氧生化处理池中加入吸附剂(粉末状活性炭和沸石)发现吸附剂在,gL时COD和氨氮的去除效率均随吸附剂浓度增加而提高。对于氨氮的去除效果沸石要优于活性炭。膜生物反应器技术(MBR)是将膜分离技术与传统的废水生物反应器有机组合形成的一种新型高效的污水处理系统。MBR处理效率高出水可直接回用设备少战地面积小剩余污泥量少。其难点在于保持膜有较大的通量和防止膜的渗漏。李红岩等利用一体化膜生物反应器进行了高浓度氨氮废水硝化特性研究。研究结果表明当原水氨氮浓度为mgL、进水氨氦的容积负荷为kg(md)时氨氮的去除率可达以上系统比较稳定。反应器内活性污泥的比硝化速率在半年的时间内基本稳定在d左右。新型生物脱氮法近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化。()短程硝化反硝化生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化(将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化)不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源。用合成废水(模拟含高浓度氨氮的工业废水)试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件。要想实现亚硝酸盐积累pH不是一个关键的控制参数因为pH在,时全部硝化生成硝酸盐在pH或pH时发生硝化受抑氨氮积累。当DO,mgL时可以实现,的氨氮以亚硝酸盐的形式积累并且氨氮转化率在以上。DOmgL时发生氨氮积累DOmgL时全部硝化生成硝酸盐。对低碳氮比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的效果进行了对比分析。试验结果表明亚硝酸型脱氮可明显提高总氮去除效率氨氮和硝态氮负荷可提高近倍。此外pH和氨氮浓度等因素对脱氮类型具有重要影响。短程硝化反硝化处理焦化废水的中试结果表明进水COD、氨氮、TN和酚的浓度分别为mgL、mgL、mgL、mgL时出水COD、氨氮、TN和酚的平均浓度分别为mgL、mgL、mgL、mgL相应的去除率分别为、、、。与常规生物脱氮工艺相比该工艺氨氮负荷高在较低的CN值条件下可使TN去除率提高。()厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。ANAMMOX的生化反应式为:NHNO,ANAMMOX菌是专性厌氧自养菌因而非常适合处理含NO、低CN的氨氮废水。与传统工艺相比基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单不需要外加有机炭源防止二次污染又很好的应用前景。厌氧氨氧化的应用主要有两种:CANON工艺和与中温亚硝化(SHARON)结合构成SHARONANAMMOX联合工艺。CANON工艺是在限氧的条件下利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法从反应形式上看它是SHARON和ANAMMOX工艺的结合在同一个反应器中进行。发现深圳市下坪固体废弃物填埋场渗滤液处理厂溶解氧控制在mgL左右进水氨氮mgL氨氮负荷kgNH(md)的条件下可以利用SBR反应器实现CANON工艺氨氮的去除率总氮的去除率。研究表明ANAMMOX和CANON过程都可以在气提式反应器中运转良好并且达到很高的氮转化速率。控制溶解氧在mgL左右在气提式反应器中ANAMMOX过程的脱氮速率达到kgN(md)而CANON过程可以达到kgN(md)。()好氧反硝化传统脱氮理论认为反硝化菌为兼性厌氧菌其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应必须在缺氧环境下。近年来好氧反硝化现象不断被发现和报道逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的TpantotrophaLMD)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化简化了工艺流程节省了能量。用序批式反应器处理氨氮废水试验结果验证了好氧反硝化的存在好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低当溶解氧浓度为mgL时总氮去除率可达到。连续动态试验研究表明对于高浓度氨氮渗滤液普通活性污泥达的好氧反硝化工艺的总氮去除串可达以上。硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降反硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而上升。硝化及反硝化的动力学分析表明在溶解氧为mgL左右时会出现硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化现象。其速率为mg(Lh)硝化反应KN,mgL反硝化反应KD=mgL。在反硝化过程中会产生NO是一种温室气体产生新的污染其相关机制研究还不够深入许多工艺仍在实验室阶段需要进一步研究才能有效地应用于实际工程中。另外还有诸如全程自养脱氮工艺、同步硝化反硝化等工艺仍处在试验研究阶段都有很好的应用前景。研究的目的及意义我们现如今正处于一个经济全速发展的阶段同时也面临着资源的短缺和能源的匮乏特别是水资源的现状不容乐观。由于受经济等诸多因素的影响水污染的广泛存在对我们原本就短缺的水资源来说更是雪上加霜。我们在发展经济之余更不可忽视废水的治理通过治理的途径杜绝水污染的发生条件成熟时还可以使废水回用缓解水资源紧张的矛盾。在水污染控制领域中工业废水的治理是水污染控制领域中一项十分重要的内容。我们知道工厂的生产部、居民区以及加工处、食堂、厕所等每天都要排放出大量的废水这些废水中含有许多细菌、病毒、寄生虫卵和一些有毒有害的物质。如果这些废水不经处理任其排入环境就会严重的污染水源传播疾病危害人民群众的健康因此工业的废水必需经过严格的处理后才能排放或回用。由于吸水性树脂废水中含有较高浓度的氨氮易采用化学沉淀法一方面可以降低水中的污染物浓度达到排放标准另一方面还可以保障消毒效果。因为其一般要求的处理后水质较高所以采用化学沉淀处理法较好。研究实验方法确定通过对以上处理方法的对比再结合实际情况决定采取MAP沉淀法处理吸水性树脂废水。主要是利用以下化学反应:理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐当Mg×–时可生成磷酸铵镁(MAP)可以较有效地除去废水中的氨氮。实验部分本课题通过实验的方式测定吸水性树脂废水中NHN在经过化学沉淀法处理前后的变化。通过对镁盐和磷酸盐的控制确定控制的最佳条件即NHN测定项目去除率最高的控制条件。分析实验现象和结果。通过对实验结果的分析判断化学沉淀法处理氨氮废水的可行性最终提出对化学沉淀法处理氨氮废水的较佳的实验条件。实验原理向高浓度氨氮废水中加入镁盐和磷酸盐后会发生化学沉淀反应生成磷酸氨镁沉淀。反应液经重力沉淀或者过滤得到磷酸氨镁其化学分子式为俗称鸟粪石。沉淀物呈白色晶体粉末状还会以大单晶体、在时溶解度为微小晶体、凝乳、凝胶块形式出现密度为溶于酸不溶于碱。其主要化学反应式如下:实验试剂为分析纯和。药剂按一定的配比和顺序加入废水中用浓度为mgL的NaOH溶液调节反应液的pH值搅拌min使其充分反应。将反应完后的反应液通过重力沉降使其中的固液分离测定上清夜中剩余氨氮、总磷、镁的浓度并对固体物进行含量分析。实验仪器及药品实验仪器实验中所用仪器见表表实验仪器实验药品实验中所用药品见表表实验药品化学沉淀法处理吸水性树脂废水的实验测定()镁盐的配制将适量氧化镁溶解于少量浓盐酸溶液中溶解后稀释至不同程度充分混匀撕取pH试纸测定实验前废水pH值呈酸性分装于试管中贮存于冷暗处备用。()磷酸氢二钠溶液的制备打开分析天平调零取磷酸氢二钠适量,置于烧杯中缓慢加入去离子水同时用玻璃棒不断搅拌直至完全溶解贮存于冷暗处备用。试验步骤()废水中氨氮浓度的测定本试验处理废水采用静放小时的吸水性树脂的生产废水。取ml废水测其氨氮浓度方法同高吸水性树脂废水中氨氮的测定。()量取废水移取吸水性树脂废水ml于ml烧杯中废水呈较浅棕黄色撕取pH试纸测定实验前废水pH值大致为。()反应将废水溶液置于定时恒温磁力搅拌器上在、rmin条件下缓慢加入适量氧化镁溶液和磷酸氢二钠溶液首先看到有少量乳白色絮状沉淀产生随后有部分消失。()调节pH值用滴管缓慢向混合废水中滴加氢氧化钠溶液调节pH值为左右。乳白色沉淀再次出现并且开始增加继续搅拌。()固液分离min后把反应溶液取下用滤纸进行过滤得到较清液和为黄色固体固体为磷酸铵镁(MAP)。()再次测氮取得到的清液测定氨氮含量氨氮的测定同上述方法。在该条件下进行多次研究试验通过试验可以大致确定对氨氮去除率的影响的因素有药剂投加量、溶液pH、搅拌时间。讨论单因数对处理效果影响药剂投加量对氨氮去除率的影响磷酸盐投加量对氨氮去除率的影响实验研究()移取吸水性树脂废水ml于ml烧杯中废水呈较浅棕黄色撕取pH试纸测定实验前废水pH值大致为。()移取适量氯化镁溶液缓慢加入到废水中用玻璃棒搅拌至完全融合使其:(摩尔比)配比为:贮存备用。()将混合后的废水溶液置于定时恒温磁力搅拌器上在、rmin条件下缓慢加入磷酸盐溶液首先看到有少量乳白色絮状沉淀产生随后有部分消失。()用滴管缓慢向混合废水中滴加氢氧化钠溶液调节pH值为左右。乳白色沉淀再次出现并且开始增加继续搅拌。min后取下静置min去上层清液测定氨氮含量氨氮的测定同上述方法。()改变:PO投加比例做多组对比试验。方法同上生成磷酸氨镁沉淀的反应中理论上::PO(摩尔比下同)应为::。实验研究表明按此配比虽然能提高氨氮的去除率但处理后的出水中残磷的质量浓度较高带来了磷的污染。因此为了确保废水处理效果并避免产生二次污染根据反应动力学原理在确定最佳投加量后改变投加比例。试验数据整理为表表磷酸盐投加比例实验数据表由表绘制氨氮去除率和残磷浓度随磷酸盐投加量变化曲线图。图磷酸盐投加比例对去除率影响图磷酸盐投加比例对残磷浓度影响由图、图可知增加磷酸盐的投加量有利于产生磷酸氨镁沉淀氨氮去除率明显增加但磷的利用率却相对减少残磷量增多会造成二次污染根据分析可得:PO摩尔比为:较为适宜。镁盐投加量对氨氮去除率的影响实验研究:生成磷酸氨镁沉淀的反应中理论上:PO(摩尔比下同)应为::。实验研究表明按此配比虽然能提高氨氮的去除率但处理后的出水中残磷的质量浓度较高带来了磷的污染。因此为了确保废水处理效果并避免产生二次污染根据反应动力学原理在确定最佳投加量后改变投加比例。()移取吸水性树脂废水ml于ml烧杯中废水呈较浅棕黄色撕取pH试纸测定实验前废水pH值大致为。()移取适量溶液缓慢加入到废水中用玻璃棒搅拌至完全融合使其:PO(摩尔比)配比为:贮存备用。()将混合后的废水溶液置于定时恒温磁力搅拌器上在、rmin条件下缓慢加入磷酸盐溶液首先看到有少量乳白色絮状沉淀产生随后有部分消失。()用滴管缓慢向混合废水中滴加氢氧化钠溶液调节pH值为左右。乳白色沉淀再次出现并且开始增加继续搅拌。min后取下静置min去上层清液测定氨氮含量氨氮的测定同上述方法。()改变:投加比例做多组对比试验方法同上。表镁盐投加比例实验数据表由表绘制氨氮去除率和残磷浓度随镁盐投加量变化曲线图。图镁盐投加比例对去除率的影响图镁盐投加量对残磷浓度影响由图和图可见:增加镁盐的投加量可以降低废水中氨氮的浓度提高氨氮的去处率但去处效果影响并不十分明显然而残磷浓度却随镁盐投加量的:〉时氨氮去除率提高缓慢残磷浓度也较增大而明显降低当高时残磷浓度已超过二级排放标准。因此从各方面考虑:控制在较为适宜。搅拌时间对氨氮去除率的影响固定::PO为::pH为左右改变搅拌时间。反应数据绘制成表。表搅拌时间对氨氮去除率的影响由表绘制搅拌时间对氨氮去除率影响曲线图图氨氮去除率随搅拌时间变化曲线从表和图中我们可以看到随着搅拌时间的增加氨氮去除率逐渐增加说明废水中的氨氮生成磷酸氨镁需要一定的时间。当搅拌时间达到min后继续搅拌氨氮的去除率无明显增加。在搅拌时间为min和min后氨氮的去除率分别为和综合考虑以搅拌时间min为宜。验证实验取::PO为::反应搅拌时间为min。按着实验步骤进行验证实验最后进行测定剩余氨氮质量浓度(mgL)为mgL氨氮去除率为残磷浓度mgL。符合国家二级排放标准说明实验可行。结论这篇论文的结论如下:()采用化学沉淀法处理吸水性树脂废水属于氨氮浓度较高的废水往此废水中加入镁盐和磷酸盐使其与废水中的氨氮反应生成磷酸铵镁沉淀可获得较高的氨氮去处率达到预处理的目标为后续生化处理奠定了基础。()采用镁盐和磷酸盐处理该废水::PO(摩尔比)为::pH在左右搅拌时间min废水氨氮的去处率可达出水氨氮的质量浓度可由mgL降至mgL。()采用本法处理吸水性树脂废水过程中生成的磷酸铵镁沉淀物是一种很有价值的缓释肥它的开发利用可以大大降低水处理的费用具有较大的经济意义。参考文献王英红医院污水处理设计与分析J现代医院,,():满运华MBR在医疗污水处理中的工程实例分析J广州环境科学,,()谭译,李勇,黄勇膜生物反应器的优缺点及改进思路J江苏环境科技():彭跃莲,刘忠洲膜生物反应器在废水处理中的应用J水处理技术,,():刘锦霞,顾平膜生物反应器脱氮除磷工艺的进展J城市环境与城市生态():DefranceL,JaffrinMYComparisonbetweenfiltrationsatfixedtransmembranepressureandfixedpermeateflux:applicationtoamembranebioreactorusedforwastewatertreatmentJJournalofMembraneScience():PWAntonPERERA,ZhiYingHAN,YingXuCHEN,andWeiXiangWU,CollegeofEnvironmentalandResource,ZhejiangUniversity,HangZhou,Zhejiang,ChinaJBiomedicalandEnvironmentalSciences():SmithJrCV,GregoricDD,TalcottRMTheUseofUltrafiltrationMembraneforActivatedSludgeSeparationCProceedingofthethIndustrialWasteConference,PurdueUniversity,Lafayette,Indiana,USA,:UjangZ,SalimMR,KhorSLTheeffectofaerationandnonaerationtimeonsimultaneousorganic,nitrogenandphosphorusremovalusinganintermittentaerationmembranebioreactorJWaterSciandTech,()():HwangEJ,SunDD,TayJHOperationalfactorsofsubmergedinorganicmembranebioreactorfororganicwastewatertreatment:sludgeconcentrationandaerationrateJWaterSciandTech()():SunDD,ZengJL,TayJHAsubmergedtubularceramicmembranebioreactorforhighstrengthwastrwatertreatmentWaterSciandTechJ()():AdamC,etalEnhancedbiologicalphosphorusremovalinmembranebioreatorsJWaterSciandTech()():VanderRoestHF,VanBentemAGN,LawrenceDPMBRtechnologyinmunicipalwastewatertreatment:challengingthetechnologyinmunicipalwastewatertreatment:challengingthetraditionaltreatmenttechnologiesJWaterSciandTech()():沈树宝等仿生膜生物反应器处理高浓度有机农药废水的研究J工业水处理,():冯久鸿高效膜生物反应器处理采油污水的实验研究J石油规划设计():丁杭军,文湘华一体式膜生物反应器处理医院废水J中国给水排水():孙振龙,陈绍伟吴志超一体式平片膜生物反应器处理抗生素废水研究J工业用水与废水,,():樊耀波王菊思水与废水处理中的膜生物反应器技术J环境科学():侯捷膜生物反应器在废水处理中的研究及应用硕士学位论文甘肃:兰州大学,丁杭军,文湘华一体式膜生物反应器处理医院废水J中国给水排水,,():张文(膜生物反应器在污水处理中的应用研究J广东化工,,():张传义,王丽萍,黄霞,等一体式膜生物反应器膜污染形成机理J中国矿业大学学报,,():张颖,李力,杨振刚,等膜生物反应器用于处理医院污水J中国给水排水,():顾国维,何义亮膜生物反应器在污水处理中的研究和应用M北京:化学工业出版社,彭跃莲刘忠洲(膜生物反应器在废水处理中的应用J(水处理技术():赵建伟,等膜生物反应器及膜污染的研究进展J中国给水排水,,():

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