常温上流式厌氧污泥床反应器处理VB12淀粉混合废水的研究刘翠英

区虹回———NEvIR~TAL叱~NIG常温上流式仄氧污泥床反应器处理VBI:、淀粉混合废水的研究刘草英杨景亮石宝林刘锦(康欣制药有限公司,石家庄050015)摘要常温(20一25℃)条件下,采用上流式厌氧污泥床(uASB)反应器处理维生素B12、淀粉混合废水,当进水eoDcr浓度为5200一sgoomg/L时,容积负荷可达到9.6kg/m3d:CoDor去除率为53.2%;产气率为o.436m3/kgeOcDr(去除)。关键词常温上流式厌氧污泥床反应器维生素B12、淀粉混合废水STUDYONTHETREATMENTOFWASTEWATERFROMTHEPRODUCTIONPR()CESSOFVATIMINEB12ANDSTARCHBYUSINGAUPFLOWANAEROBICSLUDGEBLANKET(UASB)REACTORINNORMALTEMPERATURELiuCuiiyngaYngJinglianhSiBaolingl,iuJin(KangxinPharmaeeutieal(沁,Ltd.,Shijiazhuang,050015)ABSTRACTThewastewaterformtheproduetie,nporeessesofVitamineB12andstarehwastreatedbyaupflowanaerobiesludgeblanket(UABS)reaetorinnomraltemperature.WheninflowC(〕Deoneentra-tionwas5200一gsoomg/l,eODvolumetri。OIadingof9.6kg/耐.d,OCD:emoval:ateofs3.2%wasaehieved,biogasyielding:atewaso.436m3/kg(二OD(removal)·KEYw0RDSNormalteznpeartureupflowanaoorbi。slu电eblanket(USAB)reaetor,mixedwastewa-terofVitamineB12andstacrh.月卜山月卜闷.司卜山月卜一阅.一「月卜1一月卜一阅卜一月卜一「月卜川月卜闷.一月卜司卜肛闷.闷.月卜闷卜日卜月卜闷.盯月.今一闷卜阅卜闷卜明卜月.闷卜川.州.小月卜闷卜山闷卜川月卜月卜闷卜旧闷.阅.盯月卜门卜和NH3一N的硝化作用,缺氧时完成反硝化作用除氮,这样可以抑制丝状菌的过度增殖,同时采用限制曝气方式,尽量提高混合液中的基质浓度,增大反应过程的浓度梯度,使快速生长的非丝状菌微生物成为优势。本工程经过一年多的运行实践,未发生过污泥膨胀现象。4经济技术指标扬州啤酒厂年产S0000t啤酒,每日满负荷生产排放废水ZOO0t,C()Dcr设计值取150Omg/L,B()Ds为1000mg/L,按2990年工程综合预算定额计,建设费用为192.41万元,其中土建费用为78.83万元,设备及安装费用为113.58万元。SBR法的占地面积较小,约1700m“。其运行费用较低,主要是电耗,耗电量为1.2kw·h/耐,处理吨水的运行费用约0.4元(不包括折旧费)。SBR工艺与传统的推流式或完全混合式活性污泥工艺相比,在同等的进出水质前提下,建设费用可节省20%左右,占地面积可缩小30一40%,运行费用可降低10一20%,由此可以看出,SBR法是一种处理啤酒生产废水的较为经济有效的方法。第一作者纪荣平,男,1965年生,1989年7月毕业于南京化工大学化学工程专业,硕士研究生,现从事环境工程的设计和研究工作,工程师。1996年12月第14卷第6期E地c.,1996Vol.14,No.6DOI:10.13205/j.hjgc.1996.06.004区巫亘l—〔闪丫们ONMEN7声LENG}闪fER沙NG1前言在轻工、制药等行业的生产过程中往往排出大量的高浓度有机废水,目前多采用中温(30一40℃)厌氧工艺进行处理,为确保反应器在所控的温度下稳定运行,废水需要预热,反应设备需要保温,致使设备投资增大,运行费用提高。常温厌氧消化以其设备投资较小,运行费用较低,而受到人们的重视,清华大学环境工程系采用常温(16一20℃)厌氧消化工艺处理碑酒废水获得成功,中试反应器C()Der容积负荷超过lokg/m3.d,eoDcr去除率高于80%〔`1,并已应用于生产。因此,开展常温厌氧工艺处理其它工业废水的研究有着重要的意义。在维生素lB:、淀粉生产过程中排放的废水,有机物浓度高,成份复杂。采用中温厌氧工艺进行处理,反应器容积负荷可达到23.skg/m3.d,e0I〕er去除率为91.9%,产气率为o.464m3/kgeoDcr(去除)t“〕。本研究采用常温上流式厌氧污泥床(UABS)反应器对维生素B12、淀粉混合废水进行处理,重点考察UASB反应器的操作控制及效能。2试验材料与方法2.1工艺流程及设备试验工艺流程如图1所示。UABS反应器用有机玻璃管制成,总高1540mm,有效容积18L,内径130mm。反应器运行温度为20一25℃。2.2污泥菌种以石家庄市第一制药厂废水处理装置的污泥为接种污泥。反应器接种量VSS为13.59/L,污泥最大比产甲烷速率c执/vss为116ml/g.d。11111图l常温UASB反应器工艺流程图Ll贮水槽2水泵3usAB反应器4水封5气体流量计6沉淀池2,3试验用水取自华北制药厂淀粉分厂淀粉车间的玉米洗涤水和维生素1B2车间的一次过滤废液,水质见表1。两股废水按排放比例混合后做为试验用水。3试验过程及结果厌氧反应器的运行过程分为启动期和负荷运行期。3.1启动期厌氧反应器在较短时间内成功地启动,是人们一直研究的问题。反应器启动成功的标志是将接种污泥培养、则化成适应待处理水质的具有较高活性的厌氧污泥。特别是常温条件下,严格控制反应器的操作运行,对顺利启动尤其重要。表1废水水质废水名称pHC()cDr—-一一/mgL一’OB几矛一S碳-.一~应卫8.址,/gm·L一’/衅·L一’玉米洗涤水几12一次滤液3.2一4.92675一85701605一670023.2一87,5158一1884.9一5.168450一7524044200一487602500一290019肠年12月第拼卷第6期1死e.,1996V61.14,Nb.6}环境工程}——〔NVIROM滩洲了谈L曰心仍IE石衬{川G反应器开始运行进水为人工配制的、易于厌氧菌降解的甲醇废水,COcDr约400Om酬L,反应器启动负荷cODer为1.skg/耐·d。当coDcr去除率大于80%时,提高反应器的进水负荷,幅度为0.skg/耐·d,运行过程中逐渐增加混合废水的投加比例。经过一个月的运行,进水全部改为混合废水。反应器容积负荷达到3.51kg/衬·d,OCcDr去除率为54,3%。3.2负荷运行期在负荷运行期,为使反应器尽快达到较高的运行负荷,须认真控制反应器的运行状况,考察常温条件下反应器处理维生素B12、淀粉混合废水的效能。运行过程中,控制反应器水力停留时间在24h左右。负荷的提高由调节进水的COcDr浓度来实现。当OCcDr去除率大于80%时,提高运行负荷,提高幅度为kIg/m3·d,经过25天的运行,反应器容积负荷达到8.k4g/耐·d,进水CODcr由300omg/L增至7300mg/L,C(〕D。:去除率为86.2%。此后,反应器进水不再进行浓度调节,直接进混合废水。OCcDr浓度为8200一8900m岁L,运行结束前,反应器容积负荷一直控制在9.6kg/耐.d左右,CODer去除率为83.2%。运行过程中反应器内温度为20一25℃,出水碱度在2100一230ogm/L,出水pH值为7.2一7.4。图2为负荷运行期试验数据逐日变化情况。4结果讨论影响反应器运行的因素较多,一般认为主要有生物量、负荷、pH、温度、营养比例和抑制物等。.41容积负荷5101520乃-劝二万运行日〔d)图2负荷运行期运行结果ǎp护日乡à但月`。。ǎ、一劫沂。一、àì。。。à书泪容积负荷是厌氧反应器运行过程中最主要的控制参数。当反应器拥有的污泥浓度和生物活性一定时,要想得到一定的COcDr去除率,容积负荷必须控制在一定的限度,否则将引起反应器运行效果恶化。表2为负荷运行期不同容积负荷时CODer的去除情况。由表2可看出,容积负荷提高速度较快,常温条件下,UABS反应器表现了较好的效能,其原因是,反应器拥有足够的污泥浓度和启动阶段对接种污泥有效的培养和驯化。运行结束时,反应器污泥浓度增加到19.89/L,污泥的最大比产甲烷速率(C执/VS)S为265m一/g·d,沼气产率为0.435m3/kg。4.2温度温度对微生物的活性和生化反应有着显著的影响。在生化反应中,因微生物参与反应,与单独的化学反应不同,温度的影响有时不能由反应器的运行状况确切地反映出来。第27、35、39运行日反应器的运行结果见表3,由此可见在厌氧体系中,虽然产甲烷菌较适宜的温度为25一40℃〔”〕,本试验温度偏低于产甲烷菌的适宜温度,但当反应器容积负表2不同容积负荷时CO公r去除情况!环境工程}——-一---一-一-一一—NEIVRONMENTLAENN{GERE,从日运行日(第一日)eoDcr容积负荷/kg.(m,·d)一`范围OCcDr去除率(%)均值4.26范围1一152.79一5.6381.2一90,l均值84.916一265.32一8.4682.4一87.327一41951一10781.3一84.1荷基本相同时,温度的波动,对运行效果没有产生影响,其原因是,反应器拥有的、经过较长期驯化(常温条件下)的足够生物量的作用掩盖了温度变化对运行效果的影响。表3温度对运行效果的影响运行日(第一日)项目——一273539温度/℃20.52422容积负荷/掩·(m3·d)一`9.529.679.62COcDr去除率(%)83.783.683.14.3碱度和pH值产甲烷菌生长的最适宜的pH值为6.8一7.2,高于7.6或低于6.6微生物的活性会明显变差,为了保证厌氧消化体系内挥发性脂肪酸的变化不致引起pH值明显波动,要求厌氧体系应具有一定的缓冲能力,碱度的高低反映了体系缓冲能力的强弱。有资料认为:厌氧消化体系中,维持2000mg/L以上的碱度[’]、挥发酸处于300一500mg/L左右是正常的[,]。试验用水pH值较低,碱度在2100一2300mg/L,为保证反应器顺利启动,试验用水开始用NaZC03调pH值到6.5左右,运行正常后不再进行pH值调节,反应器出水的pH为7.2一7.4。5结论(l)在常温条件下:上流式厌氧污泥床(uAsB)反应器处理维生素1B2、淀粉混合废水,当进水coDcr浓度为8200丈8900mg/L时,容积负荷可达到9.6kg/m3.d,cocD:去除率为53.2%,产气率为0.436m3/kg。(2)由运行结果可见,在常温条件下,反应器运行稳定可靠,COI)。r去除率较高,控制范围内的温度变化对运行效果基本无影响。参考文献l刘双江等.UABS反应器系统中污泥颗粒化研究进展.中国环境科学,2990,10(5),343一3462刘翠英等.上流式厌氧污泥床处理废水的研究.淀粉与淀粉糖,1994,3:93顾夏声等.水处理微生物学基础.中国建筑工业出版社,19804张自杰等译.水处理工程理论与应用.中国建筑工业出版社,19845俞辉群等译.水环境净化及废水处理微生物学,中国建筑工业出版社,19851996一01一04收稿注:杨景亮同志工作单位河北轻化工学院环境工程系1299乒年12月第14卷第6期头e.,1996v比14万匆东司