木素絮凝沉淀-石灰除硫酸盐-脱氨-SBR法联合处理味精废水的研究
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摘要
我国是味精生产大国，味精生产废水是一种高浓度的有机废水，直接排放会造成严重的环境污染。味精废水具有酸性、高COD、高浓度氨氮及硫酸根等特点，较难处理。所以探索高效、经济的味精废水处理新工艺具有重要意义。本沦文将味精废水的物化处理和生物处理相结合，以求建立新的味精废水处理工艺。本论文主要进行如下工作：
第一章综述了我国味精废水处理的现状及存在的不足，提出了以木质素为絮凝剂回收菌体蛋白、加石灰除硫酸根及吹脱氨等物化处理方法结合SBR生物处理的思路。
第二章着重研究了以木质素为絮凝剂处理味精废水的影响因素及处理条件的优化。研究结果表明木素絮凝剂添加量、pH值、温度、聚丙烯酰胺(PAM)助利等因素对味精废水的COD去除率及絮体的沉降性能都有一定的影响。在温度方面，25℃条件下较50℃和5℃条件下的絮凝效果为好。在室温条件下，木素絮凝剂的添加量最适范围大约在3.0～4.0g／L废水之间，其对应的COD上除率可达到58.0％，COD由18400mg／L降至7722mg／L。在pH对絮凝效果影响方面，有以下两种情况：在pH<4的条件下，木素絮凝剂对味精废水有良好的处理效果，且絮凝效果较少受pH影响；而当pH>5时，由于木质素无法酸析而导致木质素絮凝反应无法进行。PAM助剂的影响方面，以PAM作为絮凝助剂，叫以改善木素絮体的沉降性能，同时明显地提高了味精废水COD去除率，PAM助剂的最适添加量在12.5mg／L废水左右。另一方面，若单独以PAM为絮凝剂对味精离子交换废水进行处理，常温条件下无法获得良好的絮凝效果，但将味精废水加热煮沸使其中的菌体蛋白变性之后，PAM就能有效的絮凝去除菌体蛋白等有机物。
第二章探讨了脱硫酸根和吹脱氨的影响因素及处理条件的优化。在脱除硫酸根方面，采用于投法加尘石灰沉淀高浓度SO_4~(2-)。实验结果表明，高温不利于SO_4(2-)的去除。常温下，干投法的最佳有效CaO添加量为20.9g／L废水左右，SO_4~(2-)的去除率可达92.4％，残留浓度为450g／L～550mg／L。投尘石灰除SO_4~(2-)的
同时可提高废水的 pH到 11＊，能够满足后续吹脱氨所需的 PH要求。对除
SO。‘”后的味精废水进行氨吹脱烧杯实验，探索pH值、气液比、温度等因素对
脱氨效果的影响。实验结果表明，温度、pH值和气液体积比等是吹脱氨的主
要影响因素，高温、高pH值和高气液体积比均有利于废水中氨的吹脱。氨的
去除率受废水pH值影响十分明显，一般来说，pH值越高，去除率越高。另
一方面，在氨被吹脱出的过程中，废水的pH值不断下降，故实际操作过程中
应适当提高废水州值，以保证较高的氨去除率。
第四章研究了味精废水的好氧生物处理。把经过除s＊－和吹脱氨处理的
味精废水稀释至COD 4000mg／L或更低浓度后，在有机玻璃制成的SBR反应
器内进行好氧生物处理实验，研究废水COD随曝气时间的变化。结果表明经
24小时的好氧处理，味精废水可降低77％～87％COD。另外将生物处理出水加
20mg／L聚合氯化铝进行絮凝处理，可再降低40％－50％的COD，水质基本可
以达到我国味精行业二级水质排放标准（COD＜450mg几人本章的另一研究内
容是，以活性污泥的耗氧速率为指标研究如上所述的一系列物化处理对味精废
水可生物降解性能的影响。实验结果表明，对于相同的活性污泥、相同的污泥
浓度及相同的溶解氧条件，经一系列物化处理后的味精废水的耗氧速率较未经
任何物化预处理的味精废水的耗氧速率高数倍。由此可见，为缩短生物处理时
问和提高生物处理效果，对味精离子交换废水进行适当的物化处理是很有必要
【队
第五章根据前几章的实验结果及相关的废水处理经验，提出味精废水处理
的新工艺，探讨其可行性。
本研究的创新之处在于：以造纸制浆黑液处理产生的木素作为絮凝剂处理
味精废水，具有废物资源化利用的意义；研究了石灰干投法除味精废水中硫酸
根的影响因素；将物化处理和生物处理结合起来，将稀氨水回收氨的工艺移殖
到高浓度氨氮味精废水的处理；开拓了味精废水处理的新思路。
Glutamate wastewater is a kind of high concentration organic wastewater. With
high acidity, high ammonia concentration, high sulphate concentration and high
organic pollutant concentration, glutamate waStewater could not be treated
successfully with simple traditional method. In this study, physi-chemical and
biological treatment technique were combined, and a new method of glutamate
wastewater treatment was proposed and tested. The research included the
fOllowing parts.
Flocculation treatment of glutamate wastewater with lignin was studied and the
affecting factors were optimized, which included the amount of nocculant and
flocculant assistant used, temperature, and acidity. Aboat 55% COD (chemical
oxygen demand) in glutamate wastewater could be removed after flocculation
treatment.
Because the high concentration of ammonia and sulphate could cause
environmental pollution and bring negative effeCt on the fOllowing bio-treatment,
removal of both of them is necessary. Calcium oxide was used to neutralize the
acidic glutamate wastewater and precipitate the high concentration of SO.'-. The
oPtimized amount' of calcium oxide added was abQut 20 grams per liter wastewater,
and the concentration of SO.'- could be reduced from 8000 milligrams per liter to
about 450 milligrPms per liter, with removing rate higher than 90%. Experimental
results of ammonia removal showed that pH and the ratio of air to wastewater had
the greatest effect on the percentage of ammonia removed. The higher the pH, the
higher the removal rate was.
After series of physi-chemical pretreatment, about 55% COD, 90% sulphate and
more than 70% ammonia were removed from the glutamate wastewater.
Afterwards, the pretreated glutamate wastewater was diluted and further treated
with sequencing batch reactor (SBR), Experiment results showed that, after
aerobic activated sludge bio-treating for 24 hours, about 77% to 87% COD in the
wastewater was removed. It could be fOund that the series of physi-chemical
pretreatment made the biotreament easy and practical.
第一章综述了我国味精废水处理的现状及存在的不足，提出了以木质素为絮凝剂回收菌体蛋白、加石灰除硫酸根及吹脱氨等物化处理方法结合SBR生物处理的思路。
第二章着重研究了以木质素为絮凝剂处理味精废水的影响因素及处理条件的优化。研究结果表明木素絮凝剂添加量、pH值、温度、聚丙烯酰胺(PAM)助利等因素对味精废水的COD去除率及絮体的沉降性能都有一定的影响。在温度方面，25℃条件下较50℃和5℃条件下的絮凝效果为好。在室温条件下，木素絮凝剂的添加量最适范围大约在3.0～4.0g／L废水之间，其对应的COD上除率可达到58.0％，COD由18400mg／L降至7722mg／L。在pH对絮凝效果影响方面，有以下两种情况：在pH<4的条件下，木素絮凝剂对味精废水有良好的处理效果，且絮凝效果较少受pH影响；而当pH>5时，由于木质素无法酸析而导致木质素絮凝反应无法进行。PAM助剂的影响方面，以PAM作为絮凝助剂，叫以改善木素絮体的沉降性能，同时明显地提高了味精废水COD去除率，PAM助剂的最适添加量在12.5mg／L废水左右。另一方面，若单独以PAM为絮凝剂对味精离子交换废水进行处理，常温条件下无法获得良好的絮凝效果，但将味精废水加热煮沸使其中的菌体蛋白变性之后，PAM就能有效的絮凝去除菌体蛋白等有机物。
第二章探讨了脱硫酸根和吹脱氨的影响因素及处理条件的优化。在脱除硫酸根方面，采用于投法加尘石灰沉淀高浓度SO_4~(2-)。实验结果表明，高温不利于SO_4(2-)的去除。常温下，干投法的最佳有效CaO添加量为20.9g／L废水左右，SO_4~(2-)的去除率可达92.4％，残留浓度为450g／L～550mg／L。投尘石灰除SO_4~(2-)的
同时可提高废水的 pH到 11＊，能够满足后续吹脱氨所需的 PH要求。对除
SO。‘”后的味精废水进行氨吹脱烧杯实验，探索pH值、气液比、温度等因素对
脱氨效果的影响。实验结果表明，温度、pH值和气液体积比等是吹脱氨的主
要影响因素，高温、高pH值和高气液体积比均有利于废水中氨的吹脱。氨的
去除率受废水pH值影响十分明显，一般来说，pH值越高，去除率越高。另
一方面，在氨被吹脱出的过程中，废水的pH值不断下降，故实际操作过程中
应适当提高废水州值，以保证较高的氨去除率。
第四章研究了味精废水的好氧生物处理。把经过除s＊－和吹脱氨处理的
味精废水稀释至COD 4000mg／L或更低浓度后，在有机玻璃制成的SBR反应
器内进行好氧生物处理实验，研究废水COD随曝气时间的变化。结果表明经
24小时的好氧处理，味精废水可降低77％～87％COD。另外将生物处理出水加
20mg／L聚合氯化铝进行絮凝处理，可再降低40％－50％的COD，水质基本可
以达到我国味精行业二级水质排放标准（COD＜450mg几人本章的另一研究内
容是，以活性污泥的耗氧速率为指标研究如上所述的一系列物化处理对味精废
水可生物降解性能的影响。实验结果表明，对于相同的活性污泥、相同的污泥
浓度及相同的溶解氧条件，经一系列物化处理后的味精废水的耗氧速率较未经
任何物化预处理的味精废水的耗氧速率高数倍。由此可见，为缩短生物处理时
问和提高生物处理效果，对味精离子交换废水进行适当的物化处理是很有必要
【队
第五章根据前几章的实验结果及相关的废水处理经验，提出味精废水处理
的新工艺，探讨其可行性。
本研究的创新之处在于：以造纸制浆黑液处理产生的木素作为絮凝剂处理
味精废水，具有废物资源化利用的意义；研究了石灰干投法除味精废水中硫酸
根的影响因素；将物化处理和生物处理结合起来，将稀氨水回收氨的工艺移殖
到高浓度氨氮味精废水的处理；开拓了味精废水处理的新思路。
Glutamate wastewater is a kind of high concentration organic wastewater. With
high acidity, high ammonia concentration, high sulphate concentration and high
organic pollutant concentration, glutamate waStewater could not be treated
successfully with simple traditional method. In this study, physi-chemical and
biological treatment technique were combined, and a new method of glutamate
wastewater treatment was proposed and tested. The research included the
fOllowing parts.
Flocculation treatment of glutamate wastewater with lignin was studied and the
affecting factors were optimized, which included the amount of nocculant and
flocculant assistant used, temperature, and acidity. Aboat 55% COD (chemical
oxygen demand) in glutamate wastewater could be removed after flocculation
treatment.
Because the high concentration of ammonia and sulphate could cause
environmental pollution and bring negative effeCt on the fOllowing bio-treatment,
removal of both of them is necessary. Calcium oxide was used to neutralize the
acidic glutamate wastewater and precipitate the high concentration of SO.'-. The
oPtimized amount' of calcium oxide added was abQut 20 grams per liter wastewater,
and the concentration of SO.'- could be reduced from 8000 milligrams per liter to
about 450 milligrPms per liter, with removing rate higher than 90%. Experimental
results of ammonia removal showed that pH and the ratio of air to wastewater had
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higher the removal rate was.
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引文
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