亚麻脱胶废水生物处理工艺的研究

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近年来,云南省亚麻生产发展迅速。同时,大部分亚麻加工企业产生的亚麻废水未经任何处理直接排向周围水体,仅有少部分企业建设起简陋的污水处理设施,亚麻生产中的废水不能达标排放,经常造成污染事故。因此,亟需对亚麻脱胶废水的处理进行研究,提出治理工艺和措施。本研究在亚麻脱胶废水治理中,考虑到云南省亚麻生产企业的经济条件及生产特点,亚麻脱胶废水处理工艺应符合造价经济、技术合理、运行可靠、启动速度快、运行成本低、操作维护简单的原则,实验中选择了水解酸化—氧化沟生化处理工艺流程。在水解酸化和氧化沟反应器的设计过程中,进行了水力条件分析。特别是氧化沟,从沟内启动流速、流速分布、沟内阻力等方面进行了分析。分析结果表明:氧化沟内流速与水深相关,确定了实验条件下的沟内流速为0.17ms-1;为了获得更理想的流速分布,将氧化沟小试模型中的推流与曝气设备分离,曝气采用鼓风曝气的方式,流速则由水下推流装置来提供;并在沟内弯道处分别设置了导流墙,以减小沟内阻力。研究中,采用了适合处理亚麻脱胶废水的ACF32菌种。其中所含有的红螺菌属菌种能高效降解BOD5和COD,硝化、反硝化菌种和磷细菌能在适当的条件下取得脱氮除磷的效果,另外,其中还含有能降解木素的菌种,对于木素在生物处理阶段的分解具有积极的意义。因此,采用ACF32菌种进行活性污泥培养。研究结果表明:对于BOD5为3500 mgL-1~4500 mgL-1;COD为5400 mgL-1~7000mgL-1;TN在190 mgL-1左右;TP在20 mgL-1左右;pH在4.5~5.5之间;色度在250~800之间的亚麻脱胶废水,通过水解酸化—氧化沟小试反应器的处理,污染物得到了有效的去除,其中,水解酸化和氧化沟出水的COD分别在3000mgL-1及200mgL-1左右,水解酸化池和氧化沟对COD的平均去除率分别为:57%和93%,系统对COD的平均去除率为97%。在系统进水TN浓度为190mgL-1,水解酸化池去除率很低的条件下,氧化沟出水TN的浓度保持在20mgL-1左右,系统对TN的平均去除率为89%。系统对TP的去除效率为85%,而在系统进水TP浓度在20mgL-1的条件下,氧化沟出水中TP的浓度维持在2.5mgL-1左右。整个系统对色度的去除虽然不能达到相应排放标准,但是从去除率来看仍然达到了69%。通过生物处理动力学分析,求解得到的动力学参数及其数值分别为:产率系数取为0.63 mgMLSS·mgCOD-1,衰减系数Kd值为0.075d-1。在成本分析过程中,引用了实际工程造价数据,分析表明,单位造价与设计流量成反比关系,随着设计流量增大,单位造价将降低,采用幂函数关系得到了近似的单位投资费用与设计流量的关系式为:Y=16574X-0.1988;单位运行成本同样存在上述的定性关系。本研究论文的创新点在于:(1)在传统的活性污泥法处理综合废水过程中,针对活性污泥中菌种种属的研究较少,生物降解的机理主要集中在单一菌种处理单一废水,而在本实验中,采用综合菌种来处理亚麻脱胶废水,与以往的研究有很大的不同,更接近工程实际要求,为能高效处理亚麻脱胶废水菌种的筛选提供了参考依据。(2)在通过对亚麻脱胶废水水质指标的多次分析后,采用了生物处理的方法来处理亚麻脱胶废水。通过对比分析,最终采用了经济合理、技术可行的水解酸化—氧化沟工艺。(3)结合水力条件设计及生物降解条件设计,对水解酸化—氧化沟处理工艺中各构筑物进行了具体的设计和优化,最终形成了实验室小试处理构筑物,根据计算,自制了实验用的水解酸化—氧化沟工艺的主体构筑物,并用于本研究。(4)实验室小试研究结果表明,在小试处理工艺条件下,亚麻脱胶废水能够得到高效的处理,为优势菌种与传统处理构筑物的结合提供了成功范例。(5)通过动力学分析,确定了优势菌种处理亚麻脱胶废水的主要动力学参数。
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