双乙烯酮安赛蜜生产废水生化处理优化试验研究.pdf

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1、苏州科技学院硕士学位论文 摘要 I 摘摘 要要 安赛蜜及其原料双乙烯酮生产废水，具有水质成分复杂，有机物、氮磷含量高， 可生化性差等特点。 针对某化工厂双乙烯酮、 安赛蜜生产废水处理工艺所存在的问题， 经上一阶段的研究，已对预处理段的工艺进行了优化，提出了以铁碳微电解-Fenton 氧化-混凝沉淀为主体工艺的预处理优化方案。本研究在此基础上，对生化处理段的 工艺进行优化试验研究。通过对生化处理段废水的长期监测，找出生化处理部分存在 的问题并进行评价分析， 提出以ABR-A/O为主体工艺的优化方案， 考察了不同影响因 素对ABR-A/O工艺处理效能的影响， 以确定最佳的工艺运行条件， 并对工程的

2、改造投 资及费用进行了初步预算。 研究结果表明： 在启动阶段， 采用固定 HRT(HRT=110h)逐渐增加进水基质浓度的方式， 可成功 启动 ABR-A/O 反应器，并可培养出粒径为 0.53mm 的颗粒污泥。控制进水流量为 0.1L/h，污泥回流比为 50%，硝化液回流比为 100%，生产废水比例为 70%时，系 统对 COD、NH3-N、TP 的去除率分别为 75%、65%、35%。 系统对 TP 的去除效果不理想，去除率在 30%40%，TP 主要通过后续的化学 沉淀去除。试验结果表明，FeCl3 的最佳投药量为 9mL/L，混凝沉淀对 TP 的去除 率达到 70%80%，出水 TP

3、浓度为 0.350.95mg/L。 ABR-A/O 反应器对水力负荷有良好的适应性，当总水力停留时间从 110h 降低 到 22h 时，系统对 COD 的去除率仅下降 13%左右，对 NH3-N 的去除率仅下降 15% 左右， 并且出水 COD 浓度基本在 80mg/L 以下， NH3-N 的出水浓度在 5 mg/L 以下， 出水 TP 浓度在 1.33.5mg/L。因此 ABR-A/O 反应器能够有效地降低有机物浓度。 容积负荷的变化对系统的除污性能有较大的影响， COD 的去除率随容积负荷的 升高而降低；NH3-N 的去除率随容积负荷的升高先下降后上升，但总体去除效果较 好，COD 的去除

4、率在 75%以上，NH3-N 的去除率在 90%以上。 通过不同影响因素对 ABR-A/O 反应器处理效能的影响分析，得出最佳的运行 条件为：HRT 为 55h，容积负荷为 0.2kgCOD/(m3 d)，污泥回流比为 100%，硝化液 回流比为 200%， 进水 PH 值为 6.87.5。 在此最佳运行条件下， 系统对 COD、 NH3-N、 TN、TP 的去除率分别达到 86%、98%、73%和 42%，出水 COD 浓度80mg/L，出 水 NH3-N 浓度1mg/L，出水 TN 浓度10mg/L，出水 TP 浓度在 22.5mg/L。因此， 可以认为 ABR-A/O 工艺处理此类废水是

5、可行的。 关键词关键词：化工废水，ABR-A/O 反应器，HRT，容积负荷，稳定 Master Dissertation of Suzhou University of Science and Technology Abstract II Abstract The Diketene,Acesulfame-K producing wastewater is characterized of the complex contaminants, the higher Organic matter, nitrogen, phosphorus concentration and the poor bio

6、degradability. Through the last stage of the study, the iron-carbon micro-electrolysis + Fenton oxidation + coagulation as the main body pretreatment processes be proposed through the research aimed at the problem which exists in wastewater treatment station of a chemical plant. In this study, the b

7、iochemical treatment process optimization has been experimental studied. Identify evaluation and analysis the problems of biochemical treatment progress through the long-term monitoring of biochemical treatment of wastewater. Proposed the ABR-A/O as the main body process optimization, investigated t

8、he effectiveness of different factors on the ABR-A/O process to determine the optimum process operating conditions. And then the cost for the project transformation investment and expense were preliminarily estimated. The study results show that: Through the mode of fixed HRT (HRT=110h) and graduall

9、y increase the water concentration of the matrix can successfully start the ABR-A/O reactor., the granular sludge which particle size of 0.53mm could be cultivated in the reactor. Under the condition of water flow is 0.1L/h, return sludge ratio is 50%, nitration liquid reflux ratio is 100% and 70% f

10、or production wastewater, the removal rates for COD, NH3-N and TP are 75%, 65%, 35%. System of the TP removal efficiency is not ideal, removal rate is 30%40%, therefore, the remove of TP mainly through the subsequent chemical precipitation. The results show that the optimal drug dosage of FeCl3 is 9

11、 mL/L, the removal rate of coagulation and precipitation is 70%80%, the effluent TP concentration is 0.350.95mg/L. The ABR-A/O reactor has a good adaptability of hydraulic loading, when HRT reduced from 110h to 22h, the COD removal rate decreased only about 13%, NH3-N removal rate decreased only abo

12、ut 15%. The COD effluent concentration below 80 mg/L, NH3-N effluent concentration below 5 mg/L, the TP effluent concentration is 1.33.5 mg/L. So the ABR-A/O reactor can effectively reduce the concentration of organic matter. The changes of volume load have a great impact on the decontamination Mast

13、er Dissertation of Suzhou University of Science and Technology Abstract III performance of the system. The COD removal rate decreases with the increase of volume load, and NH3-N removal rate declines first then increases with the improvement of the volume load, but the overall removal efficiency is

14、great, COD removal rate is more than 75% and NH3-N removal rate is more than 90%. By analyzing the effects of different factors on the efficiency of ABR-A/O reactor, come to the optimal running conditions: HRT of 55h, volume load of 0.2kgCOD/m3 d, sludge return ratio of 100%, nitrification liquid re

15、flux ratio of 200%, influent PH is 6.87.5. Under the optimum conditions, system for the removal rate of COD, NH3-N, TN, TP, respectively, 86%, 98%, 73% and 42%.Effluent COD concentration 80mg/L, NH3-N concentration 1mg/L, TN concentration 10mg/L, TP concentration in 2 to 2.5mg/L. Therefore, ABR-A/O

16、process to deal with such wastewater is feasible. Key words: chemical industry wastewater; ABR-A/O reactor; HRT; volume load; stability 苏州科技学院硕士学位论文 目录 i 目目 录录 摘要摘要 I Abstract II 第一章第一章 绪论绪论 . 1 1.1 我国化工行业废水的现状我国化工行业废水的现状 . 1 1.1.1 化工废水的主要来源 1 1.1.2 化工废水的分类及特点 1 1.1.3 化工废水处理技术现状 2 1.2 课题背景课题背景 3 1.2

17、.1 产品生产工艺简述 3 1.2.2 厂区污水处理存在的问题 5 1.3 国内外研究进展国内外研究进展 5 1.3.2 A/O 工艺的研究进展 . 9 1.4 研究意义研究意义 10 第二章第二章 工艺运行评价工艺运行评价 . 11 2.1 废水处理站运行简介废水处理站运行简介 11 2.2 预处理工艺优化方案预处理工艺优化方案 12 2.2.1 预处理工艺存在的问题 12 2.2.2 预处理优化方案 12 2.3 生化生化处理工艺分析处理工艺分析 13 2.3.1 各处理单元参数控制分析 13 2.3.2 去除效率分析 13 第三章第三章 试验研究目的、内容及方法试验研究目的、内容及方法

18、. 16 3.1 研究目的研究目的 16 3.2 研究内容研究内容 16 3.3 试验工艺流程及装置试验工艺流程及装置 16 3.3.1 试验工艺流程 16 3.3.2 试验装置 17 苏州科技学院硕士学位论文 目录 ii 3.4 试验材料及仪器设备试验材料及仪器设备 18 3.4.1 试验材料 18 3.4.2 试验仪器设备 19 3.5 监测项目及分析方法监测项目及分析方法 19 3.6 研究方法研究方法 21 第四章第四章 ABR-A/O 工艺启动性能研究工艺启动性能研究 . 22 4.1 试验的启动方式试验的启动方式 22 4.1.1 生活污水培养污泥阶段 . 22 4.1.2 生产废

19、水驯化污泥阶段 22 4.2 ABR-A/O 反应器内污泥浓度的变化情况反应器内污泥浓度的变化情况 . 22 4.3 ABR-A/O 反应器内反应器内 PH 值的变化情况值的变化情况 23 4.4 试验启动期间系统对主要污染物去除效果分析试验启动期间系统对主要污染物去除效果分析 25 4.4.1 对 COD 的去除效果 . 25 4.4.2 对 NH3-N 的去除效果 25 4.4.3 对 TP 的去除效果 . 26 4.5 化学除磷最佳投药量的确定化学除磷最佳投药量的确定 27 4.6 本章小结本章小结 28 第五章第五章 ABR-A/O 工艺运行条件及除污效能研究工艺运行条件及除污效能研究

20、 . 30 5.1 污泥回流比对污泥回流比对 ABR-A/O 反应器处理效能的影响反应器处理效能的影响 . 30 5.2 HRT 对对 ABR-A/O 反应器处理效能的影响反应器处理效能的影响 32 5.2.1 对 COD 的去除效果 32 5.2.2 对 NH3-N 的去除效果 33 5.2.3 对 TP 的去除效果 . 34 5.3 容积负荷对容积负荷对 ABR-A/O 反应器处理效能的影响反应器处理效能的影响 35 5.3.1 对 COD 的去除效果 35 5.3.2 对 NH3-N 的去除效果 38 5.3.3 对 TP 的去除效果 . 40 5.4 硝化液回流比对硝化液回流比对 AB

21、R-A/O 反应器处理效能的影响反应器处理效能的影响 . 41 5.4.1 对 COD 的去除效果 . 41 苏州科技学院硕士学位论文 目录 iii 5.4.2 对 NH3-N 的去除效果 42 5.4.3 对 TN 的去除效果 43 5.4.4 对 TP 的去除效果 . 44 5.5 本章小结本章小结 45 第六章第六章 生化处理改造工艺设计生化处理改造工艺设计 . 47 6.1 改造部分工艺设计改造部分工艺设计 47 6.2 改造部分投资改造部分投资 48 6.3 经济效益分析经济效益分析 48 第七章第七章 结论与建议结论与建议 . 49 7.1 结论结论 49 7.2 建议建议 50

22、参考文献参考文献 . 51 致谢致谢 . 55 作者简历作者简历 . 56 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 随着经济发展需求的不断扩大和国家现代化进程的加快，化工行业在国民经济 中的地位越来越突出，已成为许多国家的基础产业和支柱产业，它对增强国家实力 和提高人民生活水平发挥着重要作用。 化学工业的特点有化学品种繁多、 产品多样、 工艺复杂、产生的三废较多等，是一个容易产生污染的行业。化学工业在给社会带 来经济效益的同时，也给环境造成了严重的影响。主要表现在：化工产品在加工、 贮存、使用和废弃物处理等各个环节可能产生结构复杂、有毒、有害和生物难降解 的有机物质

23、，影响生态环境、危害人类健康，其治理难度大、处理成本高，已成为 化工行业废弃物治理中的重点和难点1,2。 弄清楚这些污染物的来源和特点，对进行 污染物防治和环境保护工作具有重要意义。 1.1 我国化工行业废水的现状我国化工行业废水的现状 1.1.1 化工废水的主要来源 不同的化工行业，产生的化工废水也是大不一样的。一般而言，化工废水产生 于化工产品的生产过程中，但其产生的原因、产生的污染物的种类以及进入环境的 途径却是多种多样，非常广泛的。化工废水的来源1,2除了生产原料和产品在生产、 包装、堆放、运输的过程中因部分物料流失而排出的废水外，还包括物料流失经用 水或雨水冲刷而形成的废水、一些特定

24、的生产过程中排放的废水、化学反应中副反 应过程产生的废水、冷却水、化学反应不完全而产生的废水以及设备和地面冲洗水 及雨水等。了解化工废水的来源也有利于针对性地提出废水处理方案，提高经济环 境效益。 1.1.2 化工废水的分类及特点 化学工业排出的污染物对生态系统、土壤、植物、水体都会造成很大污染，其中 以水污染问题最为突出，但同时废水中也含有许多可利用的资源，如果不经处理直接 排放，不仅浪费可利用的资源，而且废水中的有毒有害物质易造成水体富营养化等， 产生一系列的环境问题。 生产过程中使用的原材料以及应用的生产工艺决定了化工废 水的主要成分。根据这两个因素，通常可将化工废水分为清净废水和生产废

25、水，清净 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 2 废水一般来自各种工业设备间的冷却用水， 不经处理即可排放或回用的较为清洁的化 工废水； 而生产废水常常来自与原料直接接触后的排放水， 是指那些污染较为严重的， 必须要经过处理后才能排放的化工废水。其主要特点为1-4： (1) 污染物浓度高，废水排放到水体中，会消耗水中大量的溶解氧，造成水体严重缺 氧，危害水体中动植物的生存； (2) pH值变化较大，时而酸性时而碱性； (3) 水质不稳定，水质成分复杂且变化大； (4) 污染物多数有毒有害，对菌类有杀菌功能或抑制作用； (5) 有较多的营养化物质(N、P)； (6) 含有大量结构复杂难生物降

26、解的有机物，可生化性差。 1.1.3 化工废水处理技术现状 化工废水分类繁多，复杂多变，针对化工废水的特点，相应的处理工艺也多种多 样，灵活多变。要使废水能够达标排放，靠单一的处理方法往往不能实现。目前的处 理工艺常选择适宜的预处理方法， 再联用生化方法， 对化工废水进行深度处理。 目前， 化工废水的主要处理工艺如表1.1所示： 表1.1 化工废水的处理工艺分类2,3 Table 1.1 The classification of chemical wastewater treatment process 方法类型 具体工艺 工艺特点 物理方法 沉淀、过滤、蒸发、气浮等 工艺简单，管理方便，但

27、不适用于可溶性 废水成分的去除，具有很大的局限性 化学方法 化学混凝沉淀、氧化还原、催化氧 化、电化学等 常常存在受水温、PH值、水质、水量等变 化的影响大，能耗大，成本高等问题 物化方法 离子交换、萃取、吸附、膜法等 只适用于某一类物质的分离，具有较强的 选择性，且成本较高，容易造成二次污染 生物方法 好氧处理(活性污泥法和生物膜法)； 厌氧处理(利用厌氧微生物的作用 降解有机物) 运行成本低，操作管理简单，但较难适应 水质变化大、难降解、毒性高、成分复杂 的化工废水，单纯用生化法处理废水很难 达标 焚烧 焚烧 适用于高浓度、可生化很差的危险废液的 处理 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪

28、论 3 1.2 课题课题背背景景 1.2.1 产品生产工艺简述 江南某食品添加剂有限公司是一家以双乙烯酮为原料，生产甜味剂乙酰磺胺酸 钾（安赛蜜）的企业，该企业拥有三大主要产品：安赛蜜(又称 AK 糖，化学名称乙 酰磺胺酸钾，英文名 AcesulfameK)、双乙烯酮以及奥拉西坦。产品的相关简介如表 1-2 所示。 表1.2 主要产品简介 Table 1.2 Product-related profiles 名称 性状 特点 应用 安赛蜜 A-K 糖 （乙酰磺胺酸钾） 白色、无嗅 结晶粉末 高甜度，易溶于水 无热量 高度稳定 食品，医药，化妆品 双乙烯酮 液体 无色有刺激臭味 有机原料及农药的

29、 中间体 4氯代乙酰乙酸甲酯 淡黄色透 明液体 与有机溶剂互溶， 医药农药合成中间体 奥拉西坦 白色结晶 粉末 易溶于水，微溶于甲 醇乙醇 大脑活化剂， 提高大脑 的整合功能 L-肉毒碱 白色结晶 粉末 易溶于水，微溶于甲 醇乙醇 促进脂肪分解， 运动营 养剂 双乙烯酮及 A-K 糖的生产工艺流程如图 1-1 和图 1-2 所示。该企业的生产废水 中含有的主要物质为一些原辅材料、产品及副产品，具体主要包括：乙酸丁酯、乙 酸、硫酸铵、硫酸氢铵、双乙烯酮、丙酮等 5。 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 4 1冷却分离 磷酸三乙酯 残渣S1 裂解醋酸 精馏 淡酸2 淡酸1 汽化裂解 废水W1

30、2#冷却分离 废气G2 水解反应 聚合 双乙烯酮 1酸 提浓醋酸丁酯 3酐 吸收 2酐 3冷却分离 图 1-1 双乙烯酮生产工艺流程图 Fig.1-1 Diketene production process flow diagram 二氯甲烷 酸回收车 间 氢氧化钾 中和分离 烘干包装 结晶 母液2 稀硫酸 二氯甲烷 冷却结晶 糖水 分离 浓缩结晶 水解 粗糖品 母液1 合成 水或母液 二氧化硫 双乙烯酮 二氯甲烷 氨基磺酸 三乙胺 废气G 水液封 冷凝 图1-2 乙酰磺胺酸钾（A-K糖）生产工艺流程图 Fig.1-2 Acesulfame (AK sugar) production proc

31、ess flow diagram 安赛蜜生产废水中的主要物质为催化剂三乙胺、三氯甲烷、双乙烯酮和废酸6， 废水经三乙胺回收工艺处理后，可用于生产过程中工业设备的冷却水的循环使用， 最后，生产废水与其他废水混合以后进入厂区污水处理站进行净化处理，处理达标 后排放入河流中。图 1-3 所示为厂区所有废水走向。 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 5 图1-3 厂区废水走向图 Fig.1-3 The figure of plant wastewater toward 1.2.2 厂区污水处理存在的问题 原本厂区废水的成分就十分复杂，近年来，由于公司增加了新产品的生产线并对 原有工艺原料进行了改进

32、，使得这一问题更加突出。目前全厂的污水主要是由生产过 程中产生的废水、生活污水、尾气水、设备和车间地面的冲洗水、雨水等组成。该混 合废水的特点为污染物浓度高、水质水量变化大、可生化性差等。通过长期监测，发 现原处理工艺中各污水处理单元存在诸多问题，多项实际运行参数与设计值严重不 符，未能达到设计要求，为使废水能够达标排放，提出对污水处理工艺进行优化运行 的研究。优化研究共分为两个阶段，第一阶段为预处理段的运行评价及优化，经第一 阶段的试验研究，已提出了对预处理部分的优化方案，本研究在此基础上，对废水生 化处理部分进行了优化试验研究。 1.3 国内外国内外研究进展研究进展 (1) ABR 反应器

33、的工艺结构及反应器的工艺结构及特点特点4245 ABR 反应器的工艺性能主要体现在以下几方面： 良好的水力条件。反应器的水力条件是影响反应器处理效果的一个重要因 素，大量研究表明，ABR 反应器内的水流型态是呈复合型的，即单个隔室内水流型 态呈 CSTR 流态，而整体水流型态趋于推流式流态。由于拥有独特的反应器结构， 使得 ABR 反应器相比其他类型的厌氧反应器而言，死区容积分数要低得多，有研 究表明，ABR 的 Vd/V 仅为 7%20%，从而有较高的容积利用率，并且，返混程度 生产废水 地面冲洗水 废水排放口 清下水排放 河水净化系统 废水处理设施 生活污水 初期雨水 清下水 受纳水体 苏

34、州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 6 的增加也不会降低 ABR 反应器有效容积的利用率。 稳定的生物固体截留能力。有研究报道在处理 SS 浓度为 34006900mg/L 之间的制酒废水时，进水中 SS 浓度的波动对 ABR 反应器处理效果影响不大，反应 器对出水 SS 去除率可达 91%。 ABR 反应器不仅能够有效的去除废水中的 SS， 而且 有较强的污泥截留能力。郭静等人应用 ABR 工艺处理人工合成葡萄糖废水，结果 表明，ABR 内的折流板能够有效地截流污泥，维持反应器内有较高的污泥浓度。 良好的颗粒污泥形成及微生物种群的发布。研究表明，ABR 反应器中，厌 氧微生物在不同隔室内的

35、种类分布，呈现出良好的种群配合。一般在反应器的前端 隔室中，主要以水解酸化菌为主，而在较后面的隔室中，优势菌种逐渐被甲烷菌所 代替。芦家娟15等在 ABR 反应器成功启动后，对反应器液相中的微生物进行多次 的显微摄影观察，同样也证实了上述的结论，另外，在第一格室内还发现有大量的 优势发酵细菌，并有代谢乙酸的丝状甲烷细菌，同时，液相中还存在许多浮游的原 生和后生动物。 良好而稳定的处理效果。大量实验研究表明，ABR 反应器能很有效地处理 不同种高中低浓度的有机废水。G.V.T. Gopala Krishna 等人16应用 ABR 处理低浓度 有机废水（COD 约为 500mg/L） ，研究表明：

36、HRT=8h 时，CODT和 CODS的浓度为 50mg/L 和 40mg/L， HRT=10h 时， CODT和 CODS的浓度为 47mg/L 和 37mg/L， COD 和BOD去除率在90%以上。 李清雪17等人应用ABR处理高浓度的硫酸盐有机废水， 研究结果表明：当进水 COD 浓度为 5000 mg/L，硫酸盐浓度为 3001500 mg/L 时， ABR 反应器有良好的处理效果，对 COD 的去除率高达 90%以上，SO42-的还原率稳 定在 96%。 (2) ABR 工艺的不同影响因素工艺的不同影响因素2025 容积负荷的影响。ABR 反应器的成功启动是保证后续处理顺利进行的关

37、键 因素，而容积负荷的影响对 ABR 反应器的启动至关重要。目前，国内外报道了很 多对 ABR 反应器的启动研究成果， 研究表明， ABR 反应器适宜在较低负荷下启动， M. Henze 等研究结果亦表明，COD 容积负荷为 1.2 kg/(m3d)以下比较适宜。 HRT 的影响。由于进水负荷的变化，不同的水力停留时间也是影响反应器 启动的一个关键因素，大量研究表明，在低负荷条件下，采用固定进水浓度而逐渐 缩短水力停留时间的方式，比采用固定水力停留时间而逐渐增大进水浓度的方式， 能够更快的成功启动反应器，并且有更好地处理效果。通过控制不同的 HRT，ABR 可将厌氧反应控制在水解酸化阶段，分解

38、大分子有机物，大大提高了废水的可生化 性。 回流比的影响。研究显示，回流对于 ABR 反应器一般有两方面的影响。D. P. Chynoweth 等研究发现，当出水回流 20%时，甲烷产量上升了 30%；此外，反应 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 7 器内产生的过多的挥发性脂肪酸，会引起反应器前端的 pH 值偏低，而通过回流可 缓解这一问题18。但另有研究表明，回流比的增加，与 COD 去除率的下降幅度呈 正比。目前，有关出水回流比对 ABR 反应器效能的影响还没有一个确定的结论， 是否要采用回流，要根据所处理的废水的水质而定19。 挥发性脂肪酸的影响。有机物在厌氧发酵过程中，产生的一种

39、重要中间产 物即为挥发性脂肪酸(VFA)，它可以反映废水可生化性的变化情况。但过度的 VFA 积累不利于甲烷菌的生长，甚至有抑制作用，从而延长反应器的稳定时间。特别当 反应器中有充足的碱度时，VFA 的积累程度很难用 pH 值判断，因此反应器内 VFA 的浓度是影响反应器处理效果的一个重要因素。 温度的影响。有机物的厌氧分解一般可分为产酸阶段和产甲烷阶段，而温 度对厌氧反应的影响非常重要。宫小燕26等人研究了不同温度下有机负荷对 ABR 反应器污泥颗粒化的影响， 试验结果表明， 当水浴温度分别为 26和 33时， ABR 反应器在较高温度下能够承受更高的有机负荷。 另外还有研究表明， 在一定范

40、围内， 提高温度不仅可以加快厌氧硝化菌对有机污染物的分解速率，还可以降低厌氧污泥 混合液的粘度，而粘度又影响了污泥的沉降性能，从而直接影响了反应器的出水水 质。据报导，温度越高，固体颗粒的沉降性能越好。 pH 值的影响。pH 值也是厌氧反应过程中的一个重要控制参数。不同的微 生物都有不同的最佳 PH 生长范围，只有在最适的 PH 范围内，微生物才能有较高 的成活率和活性。 一般水解与发酵菌以及产氢产乙酸菌能够适应 56.5 的 PH 范围， 而产甲烷菌对 pH 的适应范围为 6.67.5， 一般可控制在 7.0 左右。 厌氧处理过程中， 当产甲烷阶段的反应速率低于水解发酵阶段与产酸阶段的反应速

41、率时，会导致酸性 末端积累，降低反应器内的 PH，超出产甲烷菌的最适 PH 范围，从而抑制了甲烷菌 的生长，这时可选择适当的碱性药剂来提高 PH 值，但对碱液进行预处理很重要； 若 pH 值过高，可采用提高进水负荷的方法，使得系统内积累一定量的挥发性脂肪 酸，中和部分碱性废水，使 PH 值降低。总体来说，控制在水解阶段的厌氧反应可 适应较大的 pH 值波动，因此，ABR 能够用来处理水质波动较大的工业废水。 (3) ABR 工艺在废水处理中的应用工艺在废水处理中的应用 糖蜜糖蜜酒精废水酒精废水 糖蜜酒精废水属于高浓度有机废水，是以糖蜜为原料，在发酵生产酒精过程中 产生的。此类废水大多呈酸性，且

42、色度高，除发酵残存的糖分外，还有蛋白质、维 生素、氨基酸，另外还有 N、P、K、Mg 、Ca 等无机盐和较高浓度的 SO42- 2728。 针对糖蜜酒精废水较难处理的特点，蒋永荣，邓秀梅29等人利用 ABR 反应器 对糖蜜酒精模拟废水进行了历时 92d 的启动试验研究。 结果表明， ABR 反应器能够 成功启动的关键是采用低 COD 和低 SO42-负荷方式启动；启动成功后，在各格室内 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 8 出现了明显的相分离特征，其中，反应器的第 4 隔室内产生了大量的硫单质，可见 采用 ABR 处理糖蜜酒精废水是完全可行的。 印染废水印染废水 印染废水具有碱性强、色度

43、高、水量大、成分复杂等特点，应用单一的好氧生物 法或物化法处理，不仅费用高而且难以达标排放。由于ABR 反应器结构简单，易于 设置，有良好的水力条件，稳定的处理效果，较高的容积利用率，尤其重要的是运行 管理方便，因此，目前利用缺氧水解进行预处理，再接好氧生物处理的工艺正逐步应 用于印染废水的处理中3033。 南京大学的喻学敏34等人对ABR处理难降解的印染废水进行了中试研究，结果 表明，在最佳HRT为24h的条件下，进水COD浓度的较大波动，对COD的去除率影响 不大，反应器对COD的去除效果较良好，平均去除率为43.9%。 木糖废水木糖废水 木糖生产废水含有较高浓度的 SO42-，COD 浓

44、度可高达数万 mg/L，属于 高浓度有机废水。孙晓雷，高健磊35采用物化/ABR/UBF/好氧/混凝沉淀工艺 处理木糖废水， 研究表明， 该系统对 COD 的平均去除率在 98%以上， 出水 COD、 BOD5、PH、SS、色度均能稳定达标排放，说明此工艺不仅具有较强的抗冲击 负荷的能力，而且处理效果稳定可靠。 淀粉废水淀粉废水 淀粉废水是在淀粉加工过程中大量产生的高浓度有机废水，一般没有毒性，但 COD 较高，排放量大，直接排放会对环境造成严重危害。 针对淀粉废水的特点，杨玉楠、胡训杰36等人利用 ABR 反应器处理淀粉废水， 并对其在不同水力条件和容积负荷下的反应规律做了研究。结果表明，A

45、BR 对中、 低浓度有机废水的COD具有较高的去除率。 在HRT为12h、 进水COD为1200mg/L， 容积负荷为 2.4KgCOD/(m3.d)的条件下运行半个月后，COD 去除率达到 83.4%，并 且 ABR 具有很强的抗冲击负荷的能力，在不同的水力条件下，均有良好的处理效 果。 沈耀良、赵丹、王惠民37采用 ABR 处理高浓度淀粉制品加工废水，并对其运 行特性进行了研究。经研究表明：在中温(350.5)，进水 COD 负荷为 1020 KgCOD/(m3.d)，HRT=1224h 时，COD 的去除率均高于 90%，可见，ABR 反应器 具有高效稳定的处理效果。另外，ABR 反应器

46、具有两种十分独特的混合现象，即卷 吸和翻滚，这两种宏观混合提高并稳定了处理效果。 制药废水制药废水 由于药品的种类繁多，制药过程中产生的废水也多种多样。吉芳英38等人采用 ABR 处理生产合成医药及农药中间体、 光固化引发剂等精细化学品过程中产生的混 苏州科技学院硕士学位论文 第一章 绪论 9 合废水，试验结果表明，当综合废水的 COD7600mg/L 时，废水具有良好的厌氧生 化处理活性，在水力停留时间为 48h、容积负荷为 1.53.8kgCOD/(m3.d)的条件下， ABR 反应器对 COD 的去除率可达 50%。 刘宏娟39等人应用 ABR 处理制药废水，试验结果表明，ABR 对 C

47、OD 和色度 都有较好的去除效果，而氨氮则由于有机氮的无机化反而上升。 王白杨40等采用两段 ABR-A/O 工艺处理高浓度硫酸盐制药废水，通过相分离 将硫酸盐还原与产甲烷反应分别控制在各自最适的条件下运行，取得了稳定的处理 效果，出水各项指标均达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)的二级排放标准。 屠宰废水屠宰废水 屠宰废水一般来自于屠宰过程中的冲洗、淋洗、烫毛、解剖、食品加工等环节， 是一种含有大量有机物的高浓度废水，与其他类型的废水最大的不同点是含有较高 浓度的 NH3-N，NH3-N 浓度可高达 150mg/L。 针对屠宰废水的特点， 崔海保 41等人采用 ABR+A1/O

48、组合工艺处理屠宰废水， 其运行结果表明，屠宰废水经处理后，COD 的总去除率达到 96%，出水 PH=69， 各项出水指标均达到污水综合排放标准(8978-1996)的一级排放标准。 付永胜，朱杰42对屠宰加工废水进行了厌氧氨化动力学研究，试验发现，屠宰 加工废水的厌氧氨化呈一级反应，厌氧氨化的最佳 HRT 为 68h，NH3-N 净增加率 在 90%196%之间。 1.3.2 A/O 工艺的研究进展 A/O 工艺是以缺氧+好氧为主体的一种脱氮工艺，具有流程简单、建设和运行 费用低、占地面积小、处理效果好等特点，被广泛的应用于废水脱氮处理工程中。 但由于近年来化工行业的迅速发展，现代化进程的加快，废水类型复杂多变，国家 对各项排污指标的控制也日趋严格， 传统