（环境工程专业论文）悬浮聚合法聚氯乙烯离心母液的生化处理研究.pdf

中文摘要 中文摘要 近十年来，聚氯乙烯( p v c ) 生产量不断增加，但是p v c 生产过程中需要大 量的淡水资源，同时释放出相当数量含有害物质的生产废水( 即p v c 离心母 液) ，对环境和淡水资源供应造成了严重威胁，因此很有必要采取有效措施进行 水污染控制和水循环利用。目前国外还没有该类废水处理的报道，国内大部分 生产企业一般将离心母液混合其他废水经简单处理排放。探索并研制高效处理 工艺，以实现聚氯乙烯离心母液的达标排放和循环利用，对该行业的可持续发 展具有重要的意义。 本文首先分析了悬浮法聚氯乙烯离心母液的来源和特性，并对国内外的治 理现状进行了介绍。通过对各种离心母液处理方法的分析比较，提出了生化工 艺处理该类废水的方案。为此我们在天津乐金大沽化学有限公司生产现场，以 实际工业生产废水作为处理对象，对两套生化处理工艺( 单一好氧工艺、厌氧 一好氧工艺) 进行了为期两年的系统研究。具体内容和结果如下： 1 废水水质分析是实施废水排放治理的前提和基础。目前离心母液化学成分的 确定大都是从聚氯乙烯工艺流程推测得出，并没有科学的依据。本研究采用 多种分析手段，首次完成p v c 离心母液化学成分的定性定量分析，为该类 废水处理方法的合理选择提供了有利的依据。结果表明：聚氯乙烯离心母液 中的主要有机物是双酚a ，而不是有关文献所说的聚乙烯醇( p v 。 2 ，采用自我设计的4 级内循环式好氧生物膜反应器串联新工艺( 单一好氧工 艺) 对悬浮法p v c 离心母液废水进行中试试验，研究了不同停留时间下系 统对有机物和浊度的处理效果以及系统的抗冲击能力；观察了生物膜的生长 和发展规律；对影响系统稳定运行的主要因素( 悬浮物、摇蚊幼虫和营养物) 进行了分析，并提出了相应的控制措施，根据运行数据，得出各级反应器内 基质降解动力学模型。最后对该工艺的工程化概况进行了介绍。该研究为 p v c 离心母液以及类似废水的处理工程设计和运行管理提供了理论依据， 具有重要的实用价值和指导作用。 a ) 试验结果表明：该工艺启动迅速，在h r t 为1 4 h 时，废水c o d 总去除 率可达7 5 以上，山水c o d 浓度低于5 0 m g l ，完全可以达到排放标准， 中文摘要 也可经深度处理回用于生产。 b ) 根据基质降解动力学模型，得出该废水中不可生物降解的基质浓度在 2 0 m l 左右，分别测得各反应器内的磁为：4 3 9 7 、1 4 6 2 、4 3 3 6 、 1 5 4 3 m g l ，u 。值7 2 9 2 、2 0 7 9 、7 2 2 、4 1 8 ( m h ) 。 c ) 该工艺工程化运行结果表明：离心母液经过处理，c o d 去除率在8 5 纠上，出水c o d 在5 0 m 以以下，完全达到排放标准；生化出水经过 砂滤、臭氧氧化、活性炭过滤等深度处理后，各项指标( c o d 、口h 、 浊度、电导率) 均达到回用要求。回用水的处理费用低于自来水基本水 费( 天滓) ，回用水和自来水制备脱盐水的吨水费用比较表明，回用水 更占优势。 3 为提高离心母液的可生化性能以获得更好的处理效果，在采用单一好氧工艺 处理离心母液的试验基础上，我们又采用厌氧一好氧工艺处理离心母液的试 验研究。在该研究中，着重考察了厌氧装置( e g s b 反应器) 的运行状况和 颗粒污泥的生物特性，以探讨e g s b 反应器处理低浓度难降解化工废水的可 行性。最后根据实验结果，把厌氧一好氧工艺与单一好氧工艺进行对照，并 对两种工艺进行比较、评价。具体试验结果如下： a ) f g s b 反应器采用消化污泥和颗粒污泥混合接种，在4 0 d 内即启动成功； 投加易生化物质、启动之初即采用较高水力负荷有利于反应器的快速启 动：有机物的去除主要集中在污泥区；温度对e g s b 反应器的运行影响 较大。 b 1 在反应器运行半年后，e g s b 反应器中颗粒污泥的形状、颜色、粒径分 布、沉降速度、元素成分等方面都发生了的变化；污泥最大产甲烷活性 为1 1 5 m l ( g v s sd ) ；通过扫描电镜，在颗粒污泥表面观察到一些丝状菌 和短杆菌等，但菌体密度不高；营养物质对颗粒污泥活性影响十分明显。 c ) 采用e g s b 反应器与内循环式好氧生物膜反应器串联工艺对离心母液 废水进行处理。在控制温度3 5 2 条件下，当e g s b 反应器h r t 为 8 h ，好氧反应器h r t 为6 h 时，系统总的t o c 去除率可以达到9 5 以 。厌氯段去除了5 0 左右的t o c ，同时提高了厌氧出水的可生化性。 与单一好氧工艺相比，厌氧一好氧工艺在处理效果稍占优势，但需要较 为严格的控制条件和较高的运行管理水平。 4 采用液相色c _ ；! 乎对各级反应器出水进行了分析，并对双酚a 的降解途径进行了 中文摘要 初步探讨 关键词：聚氯乙烯( p v c ) 离心母液e g s b 反应器好氧生物膜反应器厌氧 一好氧沣基质降解动力学运行特征颗粒污泥 a b s t r a c t a b s t r a c t ht h el a s td e c a d e ，p 0 1 y v i n y lc h l o r i d e ( p v c ) p r o d u c t i o ni sg r o w i n g h o w e v e r ，m e p r o c e 豁i n go fm a l l u f a c t u r i n gp v cp r o d u c t sr e q u i r c se x c e s s i v eu s eo ff k s h w a t e rf o r i t s o p e r a t i o n a n dd i s c h a 曙e sc o n s i d e r a b l eq u a n t i t i e so fw 鹊t e w a t e rc o n t a i n i n g d e l e t e r i o u sm a t t e lt h i sc r e a t e sas e r i o u st h r e a tt ot h es o u r c eo fe n v i r o 咖e n ta n d p o t a b l ew a t e rs u p p l yt h e r c f o r e ，t h e r ei sm u c hn e e dt od e v e l o ps u s t a i n a b l ep r a c t i c e s f o rt h ew a s t e w a t e rc o n t r 0 1a n dr e c ”1 i n g a tp r e s e n t ，n of 印o r ta b o u tt h et r e a t m e n to f s u c hw a s c p w a t e ri sf o u n di nf o r e i g nm a g a z i n ea n dm o t h e rl i q u i d 丘o mm o s td o m e s t i c c o r p o r a t i o n si so f t e nd i s c h a r g e dt o g e t h e rw i t ho t h e rw a s t e w a t e ra f t e rr o u 曲t r e a t r i l e n t s oi ti sv e r ys i g n 讯c a t i v ef o rt h ec o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n to fp v ci n d u s 砸e st o e x p l o i ta 1 1 dd e v e l o ph i g he m c i e n c yt e c h n o l o g yf o rw a s t e w a t e rt r c a t m e n tt o r e a l i z e t h ee l i g i b l ed i s c h a r g ea n dr e u s eo fm o t h e r l i q u i d s y s t e m a t i ca n a l y s i so ft h es o u r c e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so ft l l e m o t h e rl i q u i dw a s c o n d u c t e da t6 r s ta 1 1 dt h ed o m e s t i ca n df o r e i g ns t a t u so ft r e a t m e n tf o rm o m e r1 i q u i d w a si n t m d u c e di nt h i s p a p e lb a s i n go nt h ea n a l y s i s a n dc o m p a r e0 fv a r i o u s t r e a t m e n tm e t h o d s ，t h eb i o c h e m i c a lp m c e s sw a sb r o u g h tu pt 0t r e a tr n o t h e rl i q u i do f s p v c s ot w os e t so fb i o c l l e m i c a l p r o c e s s e s ( s i m p l e x a e r o b i c p r o c e s s a n d a n a e r o b i c 噜e r o b i cp r o c e s s ) h a db e e ns y s l e m i c a l l ys t u d i e dt ot r e a tm er e a l i n d u s t r i a l w a s t e w a “i f o r2y e a r si nw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n to f t i a n j i nl gd a g uc h e m i c a l l t d t h ec o n f e n ta n dr e s u l ta r ei n t r o d u c e da sf h ef 0 1 1 0 w i n g ： 1 w a t e rq u a 】i t ya n a l y s i sj st h ep r e c o n d j t i o na n db a s i cf o rt h ed i s p o s a la n d d i s c h a 曙eo ft h ew a s f e w a c er b u tt h er e s u l 【o ft h ec h e m i c a 1c o m p o n e n to ft h e m o t h e rl i q u i dm a i n l yc o m e sf r o mc h ea n a l y s i so ft h et e c h n o l o g i c a ln o wo fp v c a n dh a sn os c i e n t m cb a s i c i nt h er e s e a r c h ，m eq u a l i t a t i v ea 1 1 dq u a i l t i t a t i v e a n a l y s e so ft h em o t h e ri i q u i do fp v ci sf i r s tr e a l i z e dt h m u g ha d o p t i n gav a r i e t y o fm e t h o d sa n dg i v e sf a v o r a b l eb a s et ot h el o g i c a lc h o i c eo ft h et r e a t m e n t p r o c e s s t h er e s u l fs h o w s ：t h em a i nc o m p o u n di nt h em o t h e rl i q u i di sb i s p h e n 0 1 a ，n o tp 0 1 y v i n y ja l c 0 1 1 0 1 ( p v a ) w 1 1 i c hi st a k e nf o rt h em a i nm a t t e rb ys o m e a b s 脚t l i t e r a t u r e s 2 i i lm ep i l o ts t u d yo nt h et r e a t m e n to fm o t h e rl i q u i do fs p v cb yu s i r 唱an o v e l s e l f - d e s i g na e r o b i ct r a t m e n ts y s t e m 一4c a s c a d ea e r o b i cb i o n l mr e a c t o r sw i m i n t e m a lc i r c u l a t i o n ( s i m p l e xa e r o b i cp r o c e s s ) ，t h er e m o v a le m c i e n c i e so ft h e c o d 诬dt u 两i d i t ya td 主f f c r e n th r t t o g e t h e rw i mt h er e s i s t a n c ei m p a c to ft h e s y 8 t 啪w e r er e s e a r c h e d ；由el a w so ft h eb i o l o g i c a lg r o w m 锄dt h ed e v e l o p m e m w e r eo b s e n r e d ；s o m ep r i m a r yf a c t o r s ( s u s p e n d e ds o l i d s ，c h i r o n o m i d a el a n r a e ， n u t r i t i o n ) i n f l u e n c i n gt h es t e a d yo p e r a t i o no fm er e a c t o rw e r cs t u d i e da n dm e i r c o n t r o l l i n gm e t h o d sw e r es u g g e s t e di nt l l ea r t i c l e b a s e do nt h eo p e r a t i o nd a t a ， t b em a t h 曲1 a t i c a lm o d e lo fo 唱a n i cb i o d e 乒a d a t i o ni ne 粒hr e a c t o rw a so b t a i n e d t h ee n g i n e e r i n ge x a m p l eo ft h ep r o c e s sw a si n t r o d u c e di nm ee n d t h er e s e a r c h h a sap r a c t i c a lv a l u ef o ri t sp r o v i d i n gt h e o r e t i c a l i n s t n i c t i o n sf o rm ed e s i g na n d o p e r a t i o nm a l l a g e m e n t o ft 1 1 et r e a t m e n to fm o t l l e rl i q u i da n d8 1 1 a l o g o u s w a s t e w a t c l 1 ) t h ee x p e r i m e n tr e s u i t ss h o w s ：t h es t a r t - u pp e r i o di sv e r ys h o r ta 1 1 dt h et o t a l c o dr e m o v a lr a t ei so v e r7 5 a th r to f1 4h o u r s t h ee m u e n t1 e s st h a n 5 0 m lc a ns t e a d i l y m e e tc h e r e q u i r e m e n t o fw 弱t e w a t e r d i s c h a r g e s t a n d a r da n da l s ob er e u s e da f t e ra d v a n c e dt r e a t m e n t 2 ) t h en o n - b i o d e 日a d a b l es u b s t a n c ec o n c e n 仃a t i o ni sa b o u t2 0 m g l ，t h ek s v a l u e si ne a c hr e a c t o ra r e ：4 3 9 ，7 ，1 4 6 2 ，4 3 3 6 ，1 5 4 3 m la n dt h eu r | l a x v a l u e sa r e7 2 9 2 、2 0 7 9 、7 2 2 、4 18 ( m 2 h ) r e s p e c t i v e l y 3 ) t h cr e s u l t go ft h ee n g i n e e r i n ga p p l i c a i i o ns h o wt h a tt h ee m u e n tf m m b i 0 1 0 9 i c a lc o n t a c to x i d a t i o nw i t hc o d r e m o v a le m c i e n c i e so fa b o v e8 5 a n dc o n c e n t r a t i o no fb e l o w5 0 m g li sq u i t ee n o u g ht om e e tt h en a t i o n a l s t a n d a r d so fw a s t e w a t e r d i s c h a 唱e ；e a c hi t e m ( c o d ，p h ，t u r b i d i t y c o n d u c t a n c e lo ft h ee 用u e l l tc a nm e e tr e u s es t a n d a r da n e rb i o c h e m i c a l ：m u e n ci sd e e pt r e a f e db ys a n df i l t r a t i o n ，o z o n a t i o na n da c t i v ec a r b o n a b s o r p t i o n t r e a t n l e n tc o s to fr e u s e dw a t e ri sb e l o wt h ep r i c eo ft a pw a t e r ( t i a n j i n ) a n dt h ec o s tc o m p a l i s o no fp r o d u c i n gs o n e n e dw a t e rw i t hr e u s e d w a l e fa n dr u n l l i n gw a t e rs h o w sf h er e u s e dw a t e ri sm o r ec o s t e 踊c i e n t 3 i no r d e r l oo b t a i nb e c t e rt r e a t m e l l te f f e c tb yj m p r o v i n gt 1 1 eb i o d e g r a d a b i l i t yo f v a b s i m c l w a s t e w a t e r t h ea n a e r o b i c a e m b i cp m c e s sw a sa t t e m p t e dt o 拓e a tm em o t l l c r l i q u h lt h er e s e a r c h ，t h eo p e r a t i o n a lp e r f b 册a n c eo fe g s br e a c t o r 锄dm e c h a r a c t 耐s t i c so fa n a e r o b i cg r a n u l a rs l u d g ei nr e a c t o rw e r ee m p h a t i c a l l ys t u d i e d t oi n v e s t 培a l et h ef c 船i b i l i t yo fl o ws t 咖班hw a s t e w a t e rb ye g s bp r o c e s s b a s i n go n 也er c 鲫l t s ，t h ea i l a e m b i c a e r o b i cp r o c e s sa i l dm es i n l p l e x a e r o b i c p r o c e s sw 盯ec o m p a r e d a i l de v a l u a t e d t h ed e t a i l e de x p e r i m c n tr e s u l t sa r es h o w n 蠲m ef o l l o w i n g ： 1 ) t h ee g s br e a c t o rw a si n o c u l a t e dw i t hd i g e s t e ds l u d g ea n dm a t l l r e 铲删1 e s l u d g e a i l ds t a r t e d u ps u c c e s s f u l l y 。w i t h i n 4 0d a y s ；a d d i n g r e a d i l y b i o d e g r a d a b l es u b s t a n c ea n dh i 曲h y d r a u l i cl o a dr a t ea t 1 eb e g i 姐i n go f s t a n u pc a l la c c e l e r a t et h es t a n - u p ；t o cr e d u c t i o n sm a i n l yo c c u r sw i m i n t h es l u d g eb e dl e v e l ；t h ee f r e c to ft 1 1 et e m p e r a t u r eo nt h ep e r f _ o m l 戤l c eo f 鼍g s br e a c t o ri sr e m a r k a b l e 2 ) a r e ro n ey e a r so p e r a t i o n ，t h ef l g u r e ，t h ec o l o r ，t h es i z e ，t h es e d 血e n t 砒i o n r a t ea n dt h ee l e m e n tc o n l p o n e n to ft h eg r a 眦l a rs l u d g ec h a n g e d 笋e a t l y ；t h e s p e c m cm e t h a n o g e n i ca c t i v i t yc h 4 v s s w a s 1 1 5 m l ( g 。d ) 。o b s e r v e d u n d e rt h es c a l l l l i n ge l e c t m n i cm i c r o s c o p y s o m em a m e m o u sb a c t e r i a 趾d b r e v i b a c t e r i aw a sf o u n ds p a r s e l yd i s t r i b u t i n go nt h es u r f b eo fa 西v e n g r a n u l a rs l u d g e ；n u t r i t i o u sm a t e r i a le v i d e n t l ya f f 色c t e dt h ea c t i v i t yo ft h e s l u d g e 3 ) t h er e s ea 1 c hr e s u l to fa n a e r o b i c _ a e r o b i cp r o c e s st r e a t i n gc h e m i c a lm o t h e r l i q u i do fs p v cs h o w e dt h er e m o v a le m c i e n c yo ft o cw a so v e r9 5 a t h r to f8 hi nt h ea n a e r o b i cr e a c t o ra 1 1 dh r to f6 hi nt h ea e r o b i cr e a c t o r d n d e rm e s o p h i l i c d i g e s t i o n ( 3 5 2 ) t h e a n a e r o b i c p r o c e s s c o u l d e l i m i n a t ea b o u t5 0 t o ca n dr a i s et h eb i o d e g r a d o l b i l i t yo fe m u e n t 丘d m e g s be f 弛c t i v e l y c o m p a “n gw i t l l t h e s i m p l e xa e m b i cp r o c e s s ，t h e a n a e r o b i c - a e r o b i cp r o c e s sg e t sb e t t e rt r e a t m e n te f c t ，w h i l en e e d ss t r i c t e r o p e r a t i n gc o n d i t i o n sa n dh i g h e ri e v e jm a n a g e m e n t 4 t h ee 翔u e n tf r o me v e r yr e a c t 。rw a sa n a l y z e db yh i 曲p e r f o n n a i l c el i q u i d c h r o m a t o g r a p h ya n dt h ed e g r a d a t i o np a t h w a yo ft h eb i s p h e n o la w a sp r i m a r 订y d i s c u s s e d v i a b s t r a c t k e yw o r d s ：p o 驰i n y lc h l o r i d e ( p v c ) ；m o t h e fl i q u i d ；e g s br e a c t o r ；a e r o b i c b i o - m e m b r a n e r e a c t o r ； a i l a e m b i c a e r o b i c p m c e s s ；b i o d e g r a d a t i o n k i n e t i c s ； o p e r a t i o n a lp e r f b 玎n a n c e ；f a n u l a rs l u d g e v i i 目录 图表目录 图3 1 吸收曲线一2 3 图3 2 工作曲线一2 4 图3 3 双酚a 标准色谱图和水样色谱图2 6 图3 4 不同波长色谱图2 7 图3 5p h 的影响2 8 图3 6 工作衄线2 8 图4 1 试验装置图3 6 图4 2 不同h r t 下进出水c o d 、p h 、浊度去除率曲线4 0 图4 3c o d 在各级反应器内的去除率4 1 图4 4 生物膜光学电镜及扫描电镜观察4 3 图4 5 各级反应器出水的液相色谱谱图变化4 4 图4 6 添加氮磷营养物质对c o d 去除的影响4 7 图4 7 多级串联生物接触氧化池概念化模型5 0 图4 8u 和s 。的关系5 1 图4 91 m 和l ( s 。一s 。) 的关系5 3 图4 1 0 废水处理及回用工艺流程5 5 图4 1 l 聚氯乙烯企业生产废水的循环利用流程规划图5 8 图5 1e g s b 反应器系统示意图6 1 图5 2 启动阶段运行结果一6 3 图5 3 水力停留时问与t o c 去除率关系6 6 图5 4 污泥浓度沿反应器高度分稍6 6 图5 5p h 值沿反应器高度分布6 7 图5 6t o c 沿反应器高度分布6 7 图5 7 不同高度颗粒污泥占污泥总重量的百分比及最大产甲烷活性6 8 图5 8 进出水p h 值及t o c 刚糸率的变化曲线6 9 x i i i 目录 图5 9e g s b 反应器示意图7 1 图5 1 0 颗粒污泥沉降性能7 4 图5 1 1 颗粒污泥扫描电镜照片7 4 图5 1 2 营养物质对t o c 去除率的影响7 7 图5 1 3p h 对t o c 去除率的影响7 8 图5 1 4 温度对t o c 去除率的影响7 9 图5 1 5 两套工艺处理废水效果对比8 2 图61 进水的紫外吸收光谱图一8 5 圈6 2 厌氧出水的紫外吸收光谱图8 6 图6 3 好氧出水的紫外吸收光谱图8 6 图6 4 厌氧一好氧工艺中各级水样t o c 与双酚a 降解率的比较8 7 图6 5r 1 反应器出水紫外吸收光谱图8 7 图6 6r 2 号反应器出水紫外吸收光谱图8 7 图6 7r 3 号反应器出水紫外吸收光谱图8 8 图6 8 凡号反应器出水紫外吸收光谱图8 8 图6 9 好氧工艺中各级水样t o c 与双酚a 降解率的比较8 9 图6 1 0 双酚a 的降解途径( 文献报道) 9 0 表3 、p v a 含量( t o c 计) 检测结果一2 5 表3 2 双酚a 含量检测结果2 9 表4 1 废水水质特征3 6 表4 2 试验数据平均值及u 的计算5 0 表4 31 舢和1 ( s 。s 、) 的计算结果5 2 表4 4 四级反应器中的废水生物动力学参数5 4 表4 5 水质特征及回用标准5 5 表4 6 主要处理构筑物的设计参数5 6 表4 7 各处理设施出水指标一5 6 表4 8 凹用水和自来水制备脱盐水的吨水费用比较( 元口屯) 5 7 表51 废水水质特征6 1 表5 2 床层膨胀率、t o c 去除率与水流上升速度的关系6 5 x t v 目录 表5 3 污泥粒径分布7 3 表5 4 颗粒污泥内化学元素分析7 5 表5 5 厌氧污泥的产甲烷活性及辅酶f 4 2 0 7 6 表5 6 厌氧一好氧工艺试验结果8 1 表6 1 厌氧一好氧系统水样测定及计算结果8 6 表6 。2 好氧工艺系统中水样测定及计算结果8 8 符号说明 e g s b u a s b p v t p v c c o d b o d 5 b c t o c m l s s m l s s s r t s s s v s v i v f a h r t r 。 a d o “1 1 1 3 x s o s e 6 n r k 符号说明 膨胀颗粒污泥床反应器 上流式厌氧污泥床 聚乙烯醇 聚氯乙烯 化学耗氧量( c o d c r ) ，m g 一 五日生物需氧蜒，m g l 1 b o d 5 c o d c r ，无量纲 总有机碳，m g l 1 单位体积混台液悬浮固体，m g l _ 。 单协体积挥发性悬浮i 司体，m 岔l 1 l 污泥停留时间，h 悬浮1 刊体，m g l l 污泥沉脐比，m b l - 1 污泥体积指数，n 1 l g “ 挥发性脂肪酸，m g l “ 水力停留时间，1 1 厌氧微生物所特有的辅酶 总生物膜表面积，1 1 1 2 溶解氧，m g l 。1 微生物的比增长速率，r 微生物的最人比增k 速率，r 进水基质浓度，m g l _ l 山水基质浓度，m 2 l 。 生物膜厚度，m 效率冈子 线性相关系数 饱羊| | 常数t 数值上等1 i ，： ，的基质的浓度 x v i 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提 供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国 家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目 的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活 动。 学位论文作者签名： 年月日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名：学位论文作者签名： 解密时间：年月日 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位 论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开 发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的 法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年月日 第一章前言 第一章前言 第一节选题背景和意义 近年来，聚氯乙烯( p v c ) 树脂生产和市场需求量呈迅速增长事态，各地新建 或扩建的生产项目逐步增多，其中以悬浮聚合法生产的聚氯乙烯又占主导地位。 在我国p v c 工业蓬勃发展的同时，环境污染的问题也日益突出。在p v c 生产 过程中，产生大量的离心母液废水。陔类废水有机物含量较低但多具有毒性或 难生物降解性，其污染问题日益受到重视。这已成为该行业可持续发展的重要 制约因素。 在本研究中，通过实验检测确定双酚a 是聚氯乙烯离心母液中的主要有机 物，且含量极高。双酚a 作为环境荷尔蒙物质之一，具有其致癌、致畸、致突 变的潜在毒性，因此悬浮法聚氯乙烯离心母液的排放严重污染着环境，极大威 胁着人类的生命安全，对该类废水治理工艺和方法的研究具有重要的意义。 目前国外还未见到有关该类废水处理的报道；国内p v c 生产企业一般将 p v c 离心母液和其他生产废水混合后一起处理，达到烧碱、聚氯乙烯工业水 污染物排放标准( g b l 5 5 8 1 9 5 ) 二级排放标准后排放，也有的进行简单处理后 作为冲沈水使用。由于该类废水因具有硬度、氯根低的特点，是一种经处理可 回用的工艺废水。伴随着工业水资源的日益紧张，不少学者和单位开始尝试各 种工艺以实现p v c 离心母液的处理及回用。在有关离心母液回用实验研究中， 较为成功物化法( 混凝一臭氧) 。 从技术上讲，上面所提到的物化法，可以使处理后的离心母液达到回用要 求，但从工业化应用角度考虑，这些工艺却存在运行成本的问题。由于混凝对 废水可溶性c o d 去除有限，后续的臭氧单元负担依然过重，再加上目前臭氧发 生设备能耗很高，这势必使得浚工艺运行成本过高，从而制约了混凝一臭氧氧 化工艺在生产上的应用。 综上所述，在悬浮法聚氯乙烯离心母液处理及回用方面，目前还未有行之 有效且运行费用低的技术方法。离心母液所含有机物的去除是其达到回用要求 的关键。鉴于以【二两种方法的局限性，我们丌始考虑采用价廉易行的生物处理 第一章前言 方法，即在微生物的作用下，使废水中的有机物氧化分解，而达到废水处理后 的无害化排放，或经深度处理回用于生产。 为此，借与天津大沽化学有限公司悬浮法p v c 离心母液处理回用攻关课题 的合作机会，我们将两套生化装置( 单一好氧工艺，厌氧一好氧工艺) 按装在 公司废水处理站的实验室内，进行p v c 离心母液的处理试验研究，以期研究开 发出有效工艺处理离心母液并得以回甩。这不仅是老企业废水处理系统的改造 及新企业建设经济高效的污水处理及回用系统的迫切要求，同时为p v c 行业推 行清洁生产，节约水资源闯出一条新路。 本研究实验水质采用生产过程中排出的实际废水，而非模拟废水，这在一 定程度上增加了研究的难度，但这种研究成果将更具有应用推广价值。 第二节本文研究内容 通过试验寻求一个高效、运行成本低、可推广应用的工艺技术路线，以实 现离心母液的大规模回用是本工作的研究目的。为达到这一目的，采用有效工 艺去除离心母液中有机物成为该技术路线的关键环节。为此采用生化工艺处理 离心母液成为本试验的主要研究内容，其主要研究思路、内容、结果和结论如 下： 1 2 1p v c 离心母液中化学成分分析方法的确立及分析结果 聚氯乙烯离心母液水质分析是实施废水排放治理的前提和基础，是废水向 环境排放的依据，也是对废水治理及过程控制的有效评估手段。该类废水化学 成分的分析研究尚未见到报道，有些文献和资料大都是从工艺流程本身去推测 得出离心母液晕面的化学成分，并没有科学的依据。本研究采用多种分析手段 对p v c 离心母液中化学成分进行了定性定量分析，为该类废水处理方法的合理 选择提供了有利的依掘。 1 2 2 单一好氧工艺处理p v c 离心母液的实验研究 采用自行设计的四缎内循环式好氧生物膜反应器串联新工艺对悬浮法p v c 离心母液废水进行中试试验，研究了不同停留时间下系统对有机物和浊度的处 2 第一章前言 理效果以及系统的抗冲击能力：观察了生物膜的生长和发展规律；对各个反应 器的出水进行液相分析，根据扫描图来分析废水双酚a 的降解过程：根据运行 数据，得出各级反应器内基质降解动力学模型；对影响系统稳定运行的主要因 素( 悬浮物、摇蚊幼虫和营养物) 进行了分析，并提出了相应的控制措施。最 后对该工艺的工程化概况进行了介绍，从而达到了本研究的最终目标。通过这 个应用试验研究，为p v c 离心母液以及类似废水处理的工程设计和运行管理提 供了理论依据，具有重要的实用价值和指导作用。 1 2 。3 厌氧一好氧工艺 聚氯乙烯化工离心母液由于所含有机物大多具有毒性或难降解性，所以被 认为是较难处理的化工废水之一。进一步提高和改善废水的可生化性，以获得 更好的处理效果成为本章节的研究目标。因此在采用单一好氧工艺处理p v c 离 心母液的实验基础上，我们又尝试厌氧一好氧工艺处理离心母液的实验研究。 在实验中，我们采用厌氧膨胀颗粒污泥床( e g s b ) 反应器与内循环式好氧生 物膜反应器串联工艺对悬浮聚合法p v c 化工离心母液废水进行连续通水试验， 探讨厌氧一好氧工艺处理聚氯乙烯离心母液的可行性，对系统的操作参数及其 影响因素进行研究并评价其影1 1 向程度，从而实现运行参数的确立和优化；根据 实验结果把厌氧一好氧工艺与单