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纤维素乙醇废水处理工艺

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纤维素乙醇废水处理工艺

发布日期:2017-10-12 作者: 点击:


燃料乙醇是一种很有潜力的可再生能源,但以玉米、小麦等粮食作物为质料的乙醇出产存在着“与人争粮”的问题,因而,从可继续的视点来看,运用农作物秸秆等木质纤维素类物质来代替粮食作物无疑更具开展前景。纤维素是地球上资源量最丰厚的可再生资源之一,运用纤维素发酵出产燃料乙醇具有巨大的开展潜力。可是,纤维素乙醇发酵进程中会发生很多的废水,且难以处理,因而,其严峻制约着纤维素燃料乙醇职业的开展,探索适合的纤维素乙醇废水的处理办法势在必行。

  随着纤维素乙醇职业的快速开展,其出产废水的处理问题亦日趋严峻,怎么选取适合的废水处理办法联络严重。为了到达去除有机污染物和脱氮的目的,本文选用序批式活性污泥反响器(SBR)对纤维素乙醇废水进行处理,调查了反响器运转办法对COD,氨氮的去除效能,以期为日后纤维素乙醇废水处理供给学习。

  1. 1试验水质

  


  试验设备为不锈钢材质的长方反响器,长1 250 mm,宽800 mm,高1 500 mm,四壁设有保温夹层,其间正面设有3个采样日,反响器有用容积1 000 L,总容积1 500 L。反响器内配有可提升管式微孔曝气器,选用鼓风曝气,并经过转子流量计调理曝气量。在SBR的顶部设置有精细加力电动拌和机,在反硝化阶段发动,使泥水完结混合并加快反硝化反响的进程。在反响器底部设有2个排泥口,必要时经过排泥口排泥。


  1. 3污泥的接种与驯化

  运用WTW仪对DO,pH值行实时监测,结合体系中进出水NH4+ -N,NO2- -N,NO3- -N改变做周期试验。依据周期试验成果,调理硝化阶段运转办法为曝气3h,沉积2h。反硝化污泥驯化阶段,曝气中止后立刻进行反硝化,以葡萄糖作为外加碳源,并发动电动拌和机以促进反硝化进程。一段时刻后,改投加乙酸钠作为反硝化外加碳源。依据操控条件的不同将SBR体系运转进程分为I,II,III和IV 4个阶段。阶段I为短程硝化污泥驯化阶段,阶段II , III为反硝化污泥驯化阶段,其间阶段III 以葡萄糖为外加碳源,阶段IV 改加乙酸钠为外加碳源(见表2)。

  首要检测项目:COD,SS,氨氮、亚硝态氮、硝态氮和碱度,试验检测项目参照国家环境保护局颁布的《水和废水监测剖析办法》 ;pH值、溶解氧(DO)、氧化复原电位(ORP)等目标选用德国WTW手提式多参数测试仪,BOD选用德国WTW压力法BOD测定仪。

  2. 1氮的去除作用

  在反响器发动后,从第17周期(阶段II)开始参加反硝化阶段。在阶段II,为了培育反硝化菌,先对进水进行缺氧处理(前置反硝化),在阶段III , IV,运转办法改为先进行短程硝化后反硝化,而且别离投加葡萄糖和乙酸钠作为外加碳源。反响器进水三氮(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)在98一458 mg / L之间动摇,均匀值为274 mg / L 。从图2看出,NH4+ -N去除虽有动摇,但去除率根本保持在80%以上,出水NO2- -N浓度约为192一259 mg / L ,三氮的去除率在25%以下,阐明这一阶段反硝化作用欠安。在阶段III (29一39周期),投加葡萄糖作为碳源,出水NO2- -N浓度敏捷由154下降至29mg / L,三氮去除率升高至60%左右,最高到达73 %,阐明此刻反硝化菌驯化成功。这一阶段反硝化进程需求5一10 h才干完结,为了削减反硝化反响时刻,进步反硝化功率,从第40周期开始投加乙酸钠为碳源。周期试验发现,运用乙酸钠后反硝化进程在2h内即可完结,安稳运转后出水NO2- -N浓度低至3 mg / L以下,出水三氮均匀值为49 mg / L ,三氮去除率安稳在70%以上,NH4+ -N去除率和三氮去除率保持高度共同,阐明此刻反硝化作用非常安稳。曾薇等选用A2O工艺处理低C/N比实践生活污水,在反硝化阶段投加乙酸钠和丙酸钠的混合物为碳源,体系对总氮(TN)的去除率高达75. 4%,此报导和本文的研究成果较接近。


  由以上剖析知,在短程硝化反硝化进程中,经过操控DO,pH值和投加碳源等条件,完结亚硝酸盐氮的堆集和转化,终究三氮去除率安稳在70%以上,短程硝化反硝化工艺处理纤维素乙醇废水展现出杰出的脱氮效能。

  试验中依据硝化阶段发生的亚硝酸盐氮质量浓度确定外加碳源的投加量,并确保投加碳源足够。葡萄糖和乙酸钠均可作为反硝化反响的碳源,却表现出不同的反硝化功率。以乙酸钠作为碳源(C/N = 5 : 1)时,由于碳源足够,NO2- -N在1.5 -2 h内简直全部去除,反硝化率高达98. 11%;而以葡萄糖为碳源(C/N=7:1)时,出水3h后,NO2- -N从250降至 125. 53 mg / L ,反硝化率仅为51. 49%,延伸反硝化时I司至Sh,出水NO2- -N降至6. 42 mg / L ,反硝化率到达97. 86%,能够显着看出以乙酸钠为外加碳源比葡萄糖能够更快地耗费亚硝态氮,所以以乙酸钠作为碳源反硝化速率更快(见图3)。经分子结构剖析,乙酸钠是小分子有机物,易于生物降解,作为外加碳源时反硝化功率有更高。葡萄糖是大分子有机物,须先分解为小分子才干被微生物运用,可生化性不如乙酸钠。

  


  SBR反响器发动后,调查了不同阶段体系对COD的去除作用。从图4可知,进水COD在1 086 - 2 529 mg / L之间动摇,均匀进水COD为1 691 mg / L。在阶段I, COD的去除率安稳在10%一25%之间。在阶段II,III和IV,尤其阶段II进水COD动摇较大,可是体系对COD的去除作用较为安稳,去除率在20%左右。在阶段IV,对短程硝化反硝化体系进行周期试验(见图5)。

  由以上剖析知,厌氧工艺处理过的纤维素乙醇废水经短程硝化反硝化工艺处理后,COD去除率保持在20%上下,可生化性极低,已不习惯生物法处理,须运用化学氧化法才干进一步去除。


  


  纤维素产乙醇废水经厌氧处理后碱度大幅添加,SBR反响器进水碱度可达10 290 mg / L,氨氮浓度约为213 mg / L。由图6可知,在2次硝化反响进程中,碱度均呈下降趋势,终究降至6 206 mg / L,pH值也相应下降,这是由于硝化反响发生的H十耗费掉了部分碱度,导致体系中碱度削减。亚硝态氮堆集到必定程度(≤100mg / L )后中止曝气,投加适量乙酸钠为反硝化细菌供给碳源,使得碱度添加,这是由于乙酸钠作为碳源补偿了所耗费的碱度,确保了反硝化反响的顺利进行。

  可见,硝化阶段碱度过量对短程硝化进程影响并不显着。一起足够的碱度能够中和氨氮氧化发生的H+,起到缓冲作用,为氨氧化菌供给适合的生存环境,阐明保持足够的碱度是确保硝化反响进行的必要条件。详细拜见污水宝商城材料或http://www.dowater.com更多相关技能文档。

  1)在短程硝化反硝化进程中,经过操控DO(0.5 mg / L)、pH(7.6一8. 5)和投加碳源等条件,可完结亚硝酸盐氮的堆集和转化,终究三氮去除率安稳在70%以上,短程硝化反硝化工艺处理纤维素乙醇废水展现出杰出的脱氮效能;乙酸钠作为反硝化外加碳源比葡萄糖具有更高的功率。

  3)硝化阶段碱度过量对短程硝化进程影响并不显着。一起碱度能够中和氨氮氧化发生的H+,起到缓冲作用,为氨氧化菌供给适合的生存环境,阐明保持足够的碱度是确保硝化反响进行的必要条件。

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