本文關(guān)鍵詞：高流速下反硝化脫硫工藝負(fù)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(jī)廢水對(duì)水體環(huán)境和人類健康具有嚴(yán)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(jī)物、硫化物和硝酸鹽污染物,并且通過(guò)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(jìn)行資源化回收。然而如何實(shí)現(xiàn)DSR工藝的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和有效的單質(zhì)硫回收是其工程應(yīng)用和推廣面臨的主要問(wèn)題。本研究圍繞DSR工藝的運(yùn)行效能及硫回收展開(kāi),在厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器(EGSB)中考察上升流速及碳氮硫負(fù)荷對(duì)反硝化脫硫工藝的影響;通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)進(jìn)一步提高反應(yīng)器效能及穩(wěn)定性;對(duì)廢水反硝化脫硫工藝制取的單質(zhì)硫特性進(jìn)行研究,提出合理的硫回收方法,為DSR工藝的實(shí)際運(yùn)行、調(diào)控及硫回收提供理論基礎(chǔ)。通過(guò)比較DSR-EGSB反應(yīng)器在上升流速分別為2 m/h,3.5 m/h和5 m/h下的運(yùn)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(yīng)器中VSS/SS值在0.47-0.51之間波動(dòng),反應(yīng)器效能相對(duì)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(shuō)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(guò)考察不同碳氮硫負(fù)荷對(duì)DSR工藝的沖擊,確定適宜于DSR工藝高效穩(wěn)定運(yùn)行的碳氮硫負(fù)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(fù)荷下乙酸鹽、硝酸鹽和硫化物的去除率達(dá)到95%,98%和95%以上,單質(zhì)硫轉(zhuǎn)化率達(dá)到85%。在高負(fù)荷下,硫化物對(duì)Pseudomonas、Azoarcus、Thauera等異養(yǎng)反硝化微生物的抑制引起反應(yīng)器中亞硝酸鹽的積累是DSR工藝崩潰的主要原因。對(duì)廢水反硝化脫硫工藝制取的單質(zhì)硫特性進(jìn)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(dāng)斜板沉淀池表面水力負(fù)荷小于0.42 m3/(m2·h),離心轉(zhuǎn)速大于3000 r/min時(shí),單質(zhì)硫分離率達(dá)到71%以上。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建議選取臥式螺旋沉降離心機(jī)為示范工程中硫脫水濃縮設(shè)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(qiáng)的吸附能力。粗硫產(chǎn)物可在工農(nóng)業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域直接利用,也可通過(guò)二次提純精煉為商品硫磺進(jìn)行利用。
【關(guān)鍵詞】：反硝化脫硫工藝 上升流速 處理負(fù)荷 硫回收
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 含硫含氮有機(jī)廢水的特性及危害10
• 1.2 含硫含氮有機(jī)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(jìn)展11-12
• 1.2.2 廢水生物脫氮工藝研究進(jìn)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(jìn)展15-16
• 1.3.3 不同流態(tài)對(duì)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(jìn)展17-19
• 1.4.1 生物法制取的單質(zhì)硫特性研究進(jìn)展17-18
• 1.4.2 單質(zhì)硫分離回收方法研究進(jìn)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(lái)源19
• 1.5.2 研究的目的及意義19-20
• 1.5.3 本課題研究?jī)?nèi)容20
• 1.5.4 技術(shù)路線20-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法22-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置22-24
• 2.2.1 EGSB反應(yīng)器22-23
• 2.2.2 斜板沉淀裝置23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)廢水24
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)污泥24
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器24-25
• 2.4 分析檢測(cè)方法25-27
• 2.4.1 常規(guī)指標(biāo)及分析25
• 2.4.2 單質(zhì)硫檢測(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)硝酸鹽去除的影響29
• 3.2.3 上升流速對(duì)乙酸鹽去除的影響29-31
• 3.3 上升流速對(duì)單質(zhì)硫分布及顆粒污泥的影響31-35
• 3.3.1 上升流速對(duì)單質(zhì)硫分布的影響31-33
• 3.3.2 上升流速對(duì)DSR顆粒污泥的影響33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 碳氮硫負(fù)荷對(duì)反硝化脫硫工藝的影響37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 不同負(fù)荷下反硝化脫硫工藝的運(yùn)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(fù)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(guò)程中電子平衡分析42-43
• 4.4 微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)碳氮硫負(fù)荷變化的響應(yīng)43-47
• 4.5 本章小結(jié)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(píng)價(jià)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(jié)構(gòu)分析56-59
• 5.3.3 生物硫應(yīng)用前景分析59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果71-72
• 致謝72

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