UASB处理木糖醇糠醛废水中试研究靳建龙

16卷增刊环境科学UASB处理木糖醇、糠醛废水中试研究靳建龙(保定市化工二厂,保定07一000)摘要对8m3uAsB反应器的结构及其在木糠醉、糠醛工业废水处理中的应用进行了研究.结果表明:采用UASB反应器处理木精醉、糠醛工业废水,有机负荷达13kg(/m3·d),COD去除率86%,每t废水产生沼气4m3。废水中3卫一浓度对试验影响颇为显著。关镇词UASB反应器,中试,木糖醉,糠醛。国内研究UASB反应器始于1981年,至今已对制药、制糖、酒精等十几种有机废水进行了试验。但采用UASB反应器处理木糖醇、糠醛工业废水在国内尚无研究。1试验装置与方法Ll工艺流程及主要设备中试的主要设备UASB反应器(见图1),有效容积sm,,采用圆形钢结构,外用岩棉保温,反应器上部为三相分离器,下部有均匀布水装置,在反应器不同高度设有取样口和温度计。中试过程中,为了降低进水50萦一浓度,首先将酸性强、50泛一浓度极高的阳柱再生废水分流出去,并考虑回收利用。其余高浓度有机废水均匀混合,并控制阴柱再生水量,以控制进水中的50芝一浓度。中试处理废水水质见表2。表1高浓度有机废水来源及水质农废水来源PHc0D(mg/)Lso芝一(mg/)L水预处理废水6.00一7.001000酸预处理废水1.64一3.58121001060阴柱再生废水8.18一9.82115002450阳柱再生废水1.12一1.64248012920初馏塔塔下废水2.20一2.7416760精醛测锅水一0.0一1.09500044444444444市市市市市市市市市111二二二二二二二图1uAsB反应器处理木糖醉、糠醛工业废水中试工艺流程图1.配水池5.沉淀池2.进料嫩6.水封幼3.流量计4.UAsB反应器7.沼气流量表水泵LZ废水来源和水质废水来源和水质见表1试验过程中,向废水中投加了尿素、磷酸二氢钾等营养成分,以COD作碳源。在污泥驯化初期投加量为COD:N:P一100:2:0.5,后期N、P减少。为了促进污泥生长和颗粒化,还投加了适量的CaCO3和微量元素Ni、oC、Zn等。1.3接种污泥采用北京市酒仙桥污水处理厂双层沉淀池的生活污泥,其结构松散,呈絮状,且其中杂质较多,经筛选再装入反应器。中试接种污泥VSS/SS为37%,投加污泥总量为78.3kg。uAsB反应器中试处理结果划表COD(mg/L)11000一15000BOD(mg/L)5500一9000pH值5.24一6.2350泥一(mg/L)249.4一614.0温度(℃)35一45目项据数DOI:10.13227/j.hjkx.1995.s1.028环境科学16卷增刊2试验结果及分析2.1污泥驯化及运行结果试验采用36一38C的中温发酵,从启动到稳定运行,连续124d,见图2。在稳定运行后按平均测试结果,c0D有机负荷13kg/(m3·d),进水COD13000mg/L,出水COD1700mg/L,coD去除率86%,停留ld,沼气产生量4m3/m3水、o.36m丫kgCOD.沼气中甲烷含量81%,进水(S):一浓度420mgI/J.出水52一浓度45mg注,状况及不同高度对COD去除效果见图3。2.3进水50孟一浓度的影响对UAS甘反应器处理效果的影响见图4。在木糖醇、糠醛废水的厌氧处理中,从中试结果看,50犷浓度在350mg/L以下,对COD去除率基本无影响;(S)犷浓度达450m到L左右,产生较轻度的抑制;so爱一浓度超过450mgL/,抑制作用明显。髓着进水so聋一浓度的提高,出水S卜浓度迅速增长,52一是抑制UASB反应器中甲烷发酵的主要原渔、c0D去除率!,1!!一5ló.阵.卜IJwel卜曰曰ùU八曰八廿Où魂0Jd污泥浓度ǎ之沙侧暇史悦.卜ILI卜;卜lì.L.ì11|卜一608040200(%)组辞椒Uoa1234uASB反应器高阵(m)IJ.卜亡ìììó.1卜.In,05八洲nǎRéǎ卫卜已二ǎ次)报迷并00。凶3污泥浓度及COD去除率沿反应器高度的变化当竺二二」一L一一』L一一」一一口匕一111.}102030405060708090100110120n甘一勺ǎp。飞à\望目稼以000ǎ之恤`à忿(d)图2sm3UASB反应器污泥驯化及运行结果250300350400450SUO乙5060060,0200侧拼l筋田节2.2UASB反应器污泥分布状况及效果在稳定运行阶段,有机负荷保持在(C)D13kg八m,·d)左右,UASB反应器底部0.75m以下形成了明显的污泥床层,5567.89/L,vs/5551.2%,污泥指数SVI14.0,形成的污泥颗粒不规则、质软、有弹性,粒径1一5mm,结构较密实,沉降性能很好。悬浮区亦有少量污泥,结构松散、细小,但污泥性能仍较好,其SS为2.6一3.99/L,VS/55为46.4%一50.8%,一SVI为16.7一26.8。出水550.59/L,VS/SS为17.5%。三相分离器55去除率为78.0%,VSS去除率为92.3%。在UASB反应器中污泥分布井水s川浓摩(m口I)图450家一浓度对反应器效果的影响1.出水52一2.COD去除率.24pH值的控制中试运行中,UASB反应器进水pH值控制在5.24一6.23,出水pH值在7.88一8.77范围,见表3。试验证明,此种条件适于木糖醇、糠醛废水的处理。衰3中试运行pH值变化é一一ù一一COD:N:100:l:0.255.705.24一6。238.197.88一8.7016卷增刊环境科学3讨论3.1废水前处理采用UASB反应器进行处理有2个难点,一是木糖醇废水50芝一浓度大,二是糠醛有机酸含量过高。为保证UASB反应器更经济有效地运行,须进行前处理。一是先将木糖醇废水中50芝一浓度极高的阳柱再生废水分出,可回收配酸。其余废水进行去除S以一的前处理,可采用石灰或电石渣中和处理,既可析出Caso;沉淀从而降低废水中的50军一浓度,又可提高pH值;二是应提取糠醛塔下废水中的醋酸,既可得到副产品醋酸或醋酸钠,又降低了废水中有机酸的含量,进而降低了进反应器前调节pH值的碱耗量。3.2废水中50:一的影响废水中50犷对UASB反应器处理效果的影响,主要在于硫酸还原菌的作用3[]。一方面硫酸还原菌与甲烷菌相互竞争相同基质,另一方面硫酸还原菌将50乏一还原成s卜,直接对甲烷菌产生毒害和抑制作用。由图4可见,进水OS芝一浓度在350mg/L以下,COD去除率仍在90%以上,对污泥基本无影响;当50乏一浓度在450mgL/左右,COD去除率明显开始下降,但仍在85%左右;当so芝一浓度超过500mg/L甚至达600mg/L以上时,COD去除率显著下降,若不及时采取措施,污泥就会受到严重影响。因此在处理木糖醇、糠醛废水过程中,严格控制处理水质的50圣一浓度是保证UASB反应器高效的关键因素之一。3.3UASB反应器的污泥回流问题试验证明,在污泥驯化初期或运行受到冲击时,污泥流失量很大,而当流失污泥与携带的小气泡分离后,仍可很快沉淀。且性能仍良好,有必要回流。因此,在UASB工艺中设置污泥回流装置,是反应器污泥总量加速积累和保持工艺稳定性的必要措施。同时,污泥回流既可减少剩余污泥量,又可去除悬浮物,改善出水水质。3.4搅拌在uAsB反应器中,不需采用外部搅拌川,可利用自身所产生的沼气进行搅拌。但在污泥驯化初期,产气量小,不足以对污泥床形成搅拌作用,易出现“短路”现象,废水与污泥不能充分接触,既降低了反应器处理效果,又使污泥驯化时间延长。采用脉冲进水装置,可解决这一问题,且不增加能耗。3.5二次污染采用UASB工艺处理含S以一浓度较高的废水,由于硫酸还原菌的作用,产生大量52一,使’出水水质S卜浓度严重超标,造成二次污染。有效控制52一浓度的方法有:①控制50录一进入量;②投加铁盐,形戎硫化铁沉淀,减少出水52一;③将废水中硫化氢汽提脱除;④与本厂其它低浓度污水混合稀释,使排水S,一浓度达标。4试验得出的墓本技术参数进水:pHS.70左右,COD1300omg/L左右,50策一450mg/L;COD有机负荷:13kg/(m“·d);水力停留时间:ld;消化温度:36一38℃;营养盐投量:COD:N:P=100:l:0.25;COD去除率:56%;沼气中CH`含量:81%;沼气产量:水:4m3/m3、COD:o.36m,/kg。参考文献胡纪萃,雍永智,张崇华.高浓度有机废水.北京:化学工业出版社,1988:8一29汪洋.轻工环保.1987,,(2):21俞汉青.陈国中.工业水处理.1991,11(5):12郑元景,沈永明,沈光范.污水厌氧生物处理.北京:中国建筑工业出版社,rgss:202一214