在職攻讀碩士學(xué)位開題報(bào)告

1、在職攻讀碩士學(xué)位研究生開題報(bào)告學(xué) 號：113430125123研究生類別： 高校教師 工程碩士 同等學(xué)歷研 究 生：胡四輩導(dǎo) 師：梁 瑞研究方向：環(huán)境安全論文題目：內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)在乙烯廢堿處理應(yīng)用研究專業(yè)(學(xué)科)：安全工程學(xué) 院：蘭州理工大學(xué)入學(xué)時(shí)間： 2011年 9月開題時(shí)間： 2014 年 01 月 12 日2014年01月12日填 報(bào) 說 明一、開題報(bào)告中的一至七項(xiàng)必須采用計(jì)算機(jī)輸入和打印，開題報(bào)告格式可在研究生部網(wǎng)址二、開題報(bào)告為A4大小，于左側(cè)裝訂成冊。各欄空格不夠時(shí)，請自行加頁。三、開題答辯成績（即每個(gè)學(xué)生開題報(bào)告評審表的平均成績）由學(xué)院研究生專干填寫，學(xué)院負(fù)責(zé)人簽署是否同意開題

2、的意見。五、開題報(bào)告通過后，分別由研究生、導(dǎo)師、學(xué)院和研究生學(xué)院各存檔一份。學(xué)位論文題目內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)在乙烯廢堿處理領(lǐng)域的應(yīng)用課 題 來 源中國石油蘭州石化公司新建廢堿項(xiàng)目-廢堿處理采用內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)一、課題意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1.1 課題的意義在煉油及乙烯的精制過程中，為去除產(chǎn)品中的硫化物通常采用堿洗工藝，在堿洗的過程中會產(chǎn)生含有高濃度硫化物和難降解有機(jī)物的各種堿液廢水，其CODcr、硫化物及酚的排放量均高達(dá)煉油廠污染物排放總量的40%50%。隨著國家和地方政府對環(huán)保要求的日益提高以及污染物轉(zhuǎn)移的嚴(yán)格控制，如何經(jīng)濟(jì)有效地完成各種堿液的無害化處理成為各煉化企業(yè)亟待解決的環(huán)保問題之一。隨

3、著蘭州石化公司的發(fā)展，原油加工能力達(dá)到了千萬噸級，下游乙烯進(jìn)一步壯大，在煉油和乙烯精制過程中產(chǎn)生廢堿的量逐步增多，廢堿的處理問題越來越突出，通過對內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)的研究，為廢堿處理提供理論依據(jù)。1.2 國內(nèi)外內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)研究現(xiàn)狀綜述:自20 世紀(jì)80 年代末法國OTV 公司發(fā)明BIOCARBONE 工藝以來,曝氣生物濾(BAF) 工藝有了很大發(fā)展,在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用也日益廣泛,它屬于曝氣生物濾池的最早形式。BIO2CARBONE 工藝在一個(gè)池內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)生物膜的生物處理技術(shù)和過濾澄清的物理處理技術(shù),適用于市政污水和工業(yè)廢水的處理,對于去除COD、硝化/ 反硝化都有較好的效果。曝氣生物濾池（B

4、iological Aerated Filter）是20世紀(jì)80年代末借鑒給水濾池工藝開發(fā)出來的污水處理新工藝。該技術(shù)的突出特點(diǎn)是采用粒狀填料形成生物床，集成了機(jī)械過濾、生物氧化、生物吸附等三大功能，具有處理效率高、占地面積小、基建及運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形，也可以看成是生物接觸氧化法的一種特殊形式。即在生物反應(yīng)器內(nèi)填裝高比表面積的顆粒填料，以提供微生物膜生長的載體，并根據(jù)污水流向的不同分為下向流或上向流。污水由上向下或由下向上流過濾料層，在濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，空氣與污水逆向或同向接觸，使污水中的有機(jī)物與填料表面微生物膜通過生化反應(yīng)得到

5、降解，填料同時(shí)起到物理過濾作用，作為一項(xiàng)新興的污水處理技術(shù)，曝氣生物濾池正處在不斷的發(fā)展完善過程當(dāng)中。BAF技術(shù)在工業(yè)污水治理領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，并針對BAF技術(shù)固有的內(nèi)在缺陷進(jìn)行了不斷的改進(jìn)和完善，成功地推出了BAF改進(jìn)型技術(shù)內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)（Internal Circulation Biological Aerated Filter），該技術(shù)通過改進(jìn)填料性能、采用新型曝氣模式和專屬反沖洗技術(shù)，從提高微生物種類、數(shù)量和活性及強(qiáng)化污水處理系統(tǒng)傳質(zhì)速度為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建出各種生物種群廣、生物酶活性高、適合于各種不同代謝期的微生物，特別是沉降性能和成膜性能差的微生物的生物氧化床，使得水體中的污染物得以高速

6、或徹底地處理。目前在國內(nèi)已經(jīng)把曝氣生物濾池成功地應(yīng)用于多個(gè)污水處理工程之中。大連市利用世界銀行貸款興建的12 萬t/d 馬欄河城市污水處理廠采用了BAF 工藝,在北京等城市有5個(gè)BAF 工程已經(jīng)完成或正在實(shí)施。該工藝在我國呈現(xiàn)著良好的應(yīng)用前景。全球范圍內(nèi)的以曝氣生物濾池為主體技術(shù)的水處理廠已超過100 座以上,主要分布在歐洲和北美洲地區(qū)。亞洲的韓國,我國臺灣、大連也有曝氣生物濾池的實(shí)際應(yīng)用。被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)廢水、生活污水的有機(jī)物、SS 去除的二級處理,脫氮除磷的三級處理以及微污染水源水的預(yù)處理。我國對該技術(shù)的研究尚處于起步階段,對曝氣生物濾池處理生活污水、啤酒廢水進(jìn)行了處理效能及機(jī)理方面有了

7、一定的研究。同時(shí),國內(nèi)的一些污水處理工程也采用了曝氣生物濾池單元。二、課題研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵性問題2.1 研究目標(biāo)本課題的研究目標(biāo)是完成乙烯廢堿新型的BAF技術(shù)內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池技術(shù)的研究。形成乙烯堿渣處理的核心特色技術(shù)，利用內(nèi)循環(huán)BAF對催化氧化產(chǎn)物進(jìn)行生化降解，從而進(jìn)一步去除水中有機(jī)污染物物含量。該技術(shù)將替代低溫低壓濕式氧化法處理廢堿液的傳統(tǒng)工藝，徹底改變乙烯行業(yè)廢堿液中COD、硫化物不達(dá)標(biāo)的頑疾，提高企業(yè)形象，改善環(huán)境質(zhì)量。2.2 研究內(nèi)容2.2.1 利用一、二級聚結(jié)器脫除堿渣中的黃油。2.2.2 特殊的生化污泥為菌種，通過內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的提升充氧循環(huán)作用，在由多孔填料構(gòu)成的

8、填料床中培育出以硫細(xì)菌為優(yōu)勢菌種的生物床進(jìn)行硫化物（含硫醇）的氧化，將其轉(zhuǎn)化為安全的硫酸鹽，在維持強(qiáng)大的硫氧化功能的同時(shí)，生物床中共生的異養(yǎng)菌將廢堿中其他的有機(jī)污染物降解去除，從而達(dá)到廢堿液處理的目的。 2.2.3 尾氣吸收，脫除惡臭，減少環(huán)境污染。2.3 擬解決的關(guān)鍵性問題2.3.1 堿渣中的黃油的脫除，萃取汽油中堿的脫除。2.3.2 堿渣中和中PH的控制。2.3.3 生化污泥為菌種的培養(yǎng)與馴化。2.3.4 尾氣中的硫化氫的處理。三、擬采取的研究方法、技術(shù)路線、試驗(yàn)方案及其可行性分析3.1 擬采取的研究方法1、廢堿通過廢堿聚結(jié)器的處理以及加入黃油絮凝劑，脫除廢堿液中攜帶的“黃油”,使廢堿液中

9、黃油含量小于500ppm，滿足下游主裝置的要求。2、內(nèi)循環(huán)BAF構(gòu)造一個(gè)特殊的生物床，通過優(yōu)勢菌種的篩選，培養(yǎng)以硫化物為營養(yǎng)的微生物硫細(xì)菌氧化床，使之能有效地防止硫細(xì)菌的流失，使生物床內(nèi)的硫細(xì)菌濃度呈增長態(tài)勢，并將污水中的硫化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或硫酸鹽等，有效地控制系統(tǒng)內(nèi)部的硫化物濃度，使之處于較低的水平，達(dá)到脫硫和除臭的目的，改善污水處理場空氣質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上為其他微生物造就一個(gè)可生長繁衍的環(huán)境，逐步形成一個(gè)脫硫與脫碳協(xié)同的生物氧化床，使得堿水堿渣中的酚、石油酸及其他污染物都得到降解，從而達(dá)到生物氧化預(yù)處理的目的。3.2 技術(shù)路線3.3 試驗(yàn)方案及其可行性分析：3.3.1 試驗(yàn)方案：大、小乙烯

10、廢堿經(jīng)過各自黃油預(yù)處理裝置后輸送至廢堿處理主裝置區(qū)的乙烯廢堿儲罐，煉油廢堿經(jīng)過槽車運(yùn)送直接進(jìn)入廢堿處理裝置區(qū)的廢堿儲罐，然后經(jīng)過廢堿液泵進(jìn)入調(diào)和罐進(jìn)行調(diào)和。調(diào)和勻質(zhì)后的混合廢堿液經(jīng)計(jì)量泵提升計(jì)量后與稀釋水和硫酸混合進(jìn)入廢堿處理裝置。廢堿、稀釋水和硫酸通過兩級靜態(tài)混合器混合，混合液進(jìn)入生化反應(yīng)池的底部，與池中的內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器所產(chǎn)生的大流量（7200m3/h9600m3/h）循環(huán)水流混合，依次流經(jīng)以硫細(xì)菌為優(yōu)勢微生物的前端生物床和以異養(yǎng)菌為優(yōu)勢微生物的后端生物床，分別進(jìn)行硫化物的氧化和有機(jī)物的降解。稀釋水流量為廢堿流量的2倍，硫酸量由自動中和系統(tǒng)控制，混合廢堿污水的pH控制在7.59.5的范圍內(nèi)。內(nèi)

11、循環(huán)生物氧化反應(yīng)池具備很強(qiáng)的抗沖擊性能和硫化物、有機(jī)物降解能力，硫化物氧化負(fù)荷可達(dá)到6 kgS2-/m3d以上，COD降解負(fù)荷可達(dá)10kgCODCr/m3d以上，強(qiáng)大的生化功能保證了廢水處理效率和出水水質(zhì)。通過接種馴化培育的微生物在多孔生物填料上形成密度達(dá)10kg/m315kg/m3的生物質(zhì)，這些富含硫氧化細(xì)菌和異養(yǎng)菌的生物質(zhì)牢牢地附著在多孔填料的表面，為裝置的長期運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。運(yùn)行過程中，生物相不需二次培養(yǎng)或補(bǔ)充菌種（裝置長期停工除外），還會產(chǎn)生剩余，剩余的生物質(zhì)通過對生物床進(jìn)行反沖洗排除。生物床反洗排放出的微生物的活性高排量小，可與預(yù)處理后的廢堿污水混合排放至污水處理廠，繼續(xù)利用其高活性

12、的特點(diǎn)，提高污水處理廠微生物的效能。在堿性或弱堿性環(huán)境下，廢堿罐、廢堿調(diào)合罐的呼吸氣和內(nèi)循環(huán)生物反應(yīng)池的曝氣尾氣中，硫化氫濃度低于車間空氣最大允許濃度為10mg/Nm3，但尾氣中可能含有微量惡臭組分（如硫醚、硫醇等），容易影響車間空氣質(zhì)量，故將這些廢氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)收集后進(jìn)入廢氣處理單元進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后排放。3.3.2 可行性分析：內(nèi)循環(huán)曝氣生物濾池內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)是在改進(jìn)傳統(tǒng)BAF技術(shù)的過程中發(fā)展而來，它克服了原有BAF技術(shù)中的各瓶頸因素，即：1、實(shí)施新型曝氣技術(shù)，克服了原BAF氣水膜三相分布不均衡的問題，從而提高了BAF的填料利用率。2、采用新型反沖洗技術(shù)，降低了反沖洗能耗，提高了反沖洗效率

13、，延長了反沖洗周期，防止了BAF在處理工業(yè)污水時(shí)易出現(xiàn)填料板結(jié)的情況，進(jìn)一步提升了BAF的工作能力。內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)通過采用新型隔離式曝氣技術(shù)和輕質(zhì)、高空腔率、高比表面積的特性生物填料，在生物濾池內(nèi)部構(gòu)成一個(gè)大流量內(nèi)循環(huán)水流，生物濾料填料床在該內(nèi)循環(huán)流中可利用污水自身的特性迅速培育出對該污水具備良好適應(yīng)性的優(yōu)勢微生物相，形成專屬性能好的生物氧化床，在長周期運(yùn)行中輔之以高效氣體濾床反沖洗專有技術(shù)維持生物相的活性，從而形成一個(gè)效率高、穩(wěn)定性能好的生物濾池。四、課題的創(chuàng)新性（1）增加了生物膜中微生物的多樣性內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)依賴固定床培育微生物，微生物附著于填料床層形成生物膜，生物數(shù)量大，種類多，特別

14、適合一些世代周期長的微生物的生長繁殖，如硫細(xì)菌、硝化菌等。不同的污水水質(zhì)，可以相應(yīng)地培育所需的生物群體，獲得高處理效率。（2）內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)耐沖擊負(fù)荷、耐有毒物質(zhì)能力強(qiáng)生物氧化床的生物膜厚度可以控制在160µm以內(nèi)，基于反應(yīng)器可觀的比表面積，生物量可以培育至1225kg/m3，反應(yīng)器單位體積的生物量是傳統(tǒng)活性污泥法的510倍，因而具有很高的處理能力，同時(shí)對水質(zhì)、水量在較大范圍內(nèi)的波動變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力。本工藝采用隔離式曝氣，具有完全混合反應(yīng)器的特征。而大流量的內(nèi)循環(huán)回流，可大大地緩沖污水的進(jìn)水濃度，降低反應(yīng)器內(nèi)污染物及有毒物質(zhì)的濃度。這兩項(xiàng)優(yōu)勢互相促進(jìn)，加強(qiáng)了

15、內(nèi)循環(huán)BAF的抗沖擊能力。（3）內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)使得系統(tǒng)產(chǎn)泥量更少、出水品質(zhì)更高內(nèi)循環(huán)BAF技術(shù)生物床的生物鏈比較長，原生動物的產(chǎn)率多為0.5，生物群存在大量的輪蟲、吸管蟲、寡毛蟲、線蟲類生物，攝食細(xì)菌和原生動物。這些富營養(yǎng)水平的生物對食物的攝取率比原生動物低得多，因而富營養(yǎng)水平的生物多，污泥的產(chǎn)量就少；另外，生物膜較厚時(shí)，內(nèi)部厭氧相能降解好氧層產(chǎn)生的剩余污泥，從而使總的污泥產(chǎn)量減少，一般比活性污泥法的產(chǎn)泥量少2530%。由于生物床的截留、微生物的生物絮凝和生物吸附作用，反應(yīng)器出水SS可保持在10mg/L以下，CODcr可保持在40mg/L以下，出水品質(zhì)高，達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛應(yīng)用于污水

16、回用深度處理。五、計(jì)劃進(jìn)度、預(yù)期進(jìn)展和預(yù)期成果5.1 計(jì)劃進(jìn)度和預(yù)期進(jìn)展2013年08月-2013年10月 查閱文獻(xiàn)、收集資料和測繪數(shù)據(jù)整理2013年11月2013年12月 編制開題報(bào)告2014年01月-2008年03月 乙烯廢堿內(nèi)循環(huán)生物氧化法工藝技術(shù)試驗(yàn)2014年04月2014年08月 撰寫畢業(yè)論文 5.2 預(yù)期成果1、發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文（1-2篇）；2、解決乙烯廢堿處理難題；3、提供乙烯廢堿處理的通用方法；4、完成乙烯廢堿內(nèi)循環(huán)生物氧化法工藝技術(shù)開發(fā)研究；5、完成學(xué)位論文。六、與本課題有關(guān)的工作積累、已有的研究工作成績6.1 完成了蘭州石化公司首套碳五加氫石油樹脂污水處理系統(tǒng)新建及后期改造

17、。6.2石油樹脂生產(chǎn)污水處理工藝的研究在化工安全與環(huán)境（刊號ISSN1008-1550/CN11-3936/TQ）2009年第48期發(fā)表，合著排名第一。七、研究經(jīng)費(fèi)預(yù)算計(jì)劃和經(jīng)費(fèi)落實(shí)情況試驗(yàn)工藝、試驗(yàn)設(shè)備均可依托現(xiàn)有設(shè)備和設(shè)施，無需研究經(jīng)費(fèi)。八、參考文獻(xiàn)1 張薇,史開武,孔惠.曝氣生物濾池(BAF) 的發(fā)展與現(xiàn)狀北京石油化工學(xué)院環(huán)境工程系2 鄭俊等. 曝氣生物濾池污水處理新技術(shù)及工程實(shí)例M . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20023 馬軍，邱立平.曝氣生物濾池及其研究進(jìn)展 環(huán)境工程 2002 年6 月第20 卷第3 期4 胡家駿，周群英. 環(huán)境工程微生物學(xué)M. 北京：高等教育出版社，l9895 齊兵

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