生物柴油废水处理技术研究

【摘要】：生物柴油生产废水水质复杂、污染物浓度高,属高浓度有机废水。本研究采用“混凝气浮-UASB-生物接触氧化”组合工艺对生物柴油生产废水进行设计和运行控制研究。探讨了不同混凝剂对废水的净化效果,筛选确定了最佳混凝剂及投加量;针对大型UASB反应器进行快速启动、污泥快速颗粒化的研究,考察组合工艺及构成单元对有机物的净化效能,并对组合工艺运行控制特性进行了研究,以进一步提升“混凝气浮-UASB-生物接触氧化”组合工艺处理高浓度有机废水的运行控制技术和整体工艺水平。采用硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)对废水进行混凝沉淀试验,其中PAC处理效果最佳;当p H值为7.5,投加量为0.8 mg·L-1时,COD去除率达到最大值为41.2%。混凝气浮运行结果表明,当进水水质为p H 7.5、COD20160~21830mg·L-1、SS215~227 mg·L-1、动植物油412~436 mg·L-1时,处理后水质为COD11690~12660 mg·L-1、SS53~56 mg·L-1、动植物油80~85 mg·L-1,出水污染物平均浓度为COD11830 mg·L-1、SS54.5 mg·L-1、动植物油82.1 mg·L-1,COD、SS、动植物油平均去除率达到42.0%、75.4%、80.6%。厌氧反应器采用低浓度、高水力负荷、间歇进水的方式进行启动,控制进水COD为3000mg·L-1左右,进水负荷为1.0 kg COD·(m3·d)-1,水温为34~36℃,运行40天后完成启动;此后,不断提高容积负荷,使其达到12.0 kg COD·(m3·d)-1左右。稳定运行结果表明:厌氧反应器进水COD为11674~12623 mg·L-1,BOD为6873~7065mg·L-1。反应器平均负荷为12.2kg COD·(m3·d)-1,出水水质平均值:COD为1129mg·L-1,BOD5为318 mg·L-1,SS120 mg·L-1、动植物油43 mg·L-1,COD、BOD5、动植物油平均去除率达到90.6%、95.8%、51.2%。运行过程中,当容积负荷达到3.0 kg COD·(m3·d)-1左右时,反应器内形成絮体污泥;容积负荷达到9.0 kg COD·(m3·d)-1左右时,开始出现颗粒污泥;此后容积负荷提高到12.0 kg COD·(m3·d)-1左右时,生成大量沉降性好的颗粒污泥,实现污泥颗粒化。生物接触氧化反应器中均装有纤维填料,采用间歇进水方式进行挂膜启动,进水COD为1176~1295 mg·L-1,溶解氧控制在3~4 mg·L-1,当COD去除率稳定在75.0%以上,完成了填料挂膜和微生物的培养驯化。负荷运行结果表明:当进水水质平均浓度COD为1276 mg·L-1、BOD5为308 mg·L-1、SS110 mg·L-1、动植物油42.6mg·L-1时,出水平均浓度p H为7.1、COD为89.5mg·L-1、BOD5为18.3mg·L-1、SS52mg·L-1、动植物油6.0 mg·L-1,COD、BOD5、SS、动植物油平均去除率达到93.0%、94.3%、52.7%、85.9%。处理后水质满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)表4一级标准要求。在整个运行阶段,污泥从感观上经历了由开始时的黑色变为灰褐色最后变为黄褐色,污泥浓度由接种时的3 800 mg·L-1最终稳定在4500 mg·L-1。运行后期,反应器内线虫渐渐减少,轮虫较初期体形大,数量多,系统运行稳定。该废水处理工程的规模为200 m3·d-1,总投资190万元,废水运行处理费为4.27元·m3废水-1。系统对COD、BOD5、SS、动植物油的去除总量分别为1315 t·a-1、539t·a-1、12 t·a-1、30t·a-1,环境效益显著。
【关键词】：生物柴油废水 混凝气浮 UASB反应器 接触氧化 颗粒污泥
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703