高浓度有机废水厌氧消化处理技术的研究味精生产废水处理小试报告

发酵科技通讯1984年第31卷第4期高浓度有机废水厌氧消化处理技术的研究—味精生产废水处理小试报告中国给水排水中南设计院武汉味精厂前言根据湖北省科委1981年下达的高浓度有机废水处理技术研究和任务,我们选择味精生产企业的高浓度有机废水为处理对象,在1981年12月和武汉味精厂签定了“味精厂废水处理试验”研究协议承担本项目试验研究工作。协作组组成后,在省科委支持下,协作单位的大力配合下,1982年初确定了试验工艺流程,在我院水处理实验室进行了试验。全部试研工作于1983年4月完成。试验目的及高浓度有机废水处理概况本专题试验研究目的,是探索适合于味精生产的高浓度有机废水处理工艺,为味精生产的废水处理设计提供工艺参数。高浓度有机废水的处理,有湿式氧化、焚烧和生物处理等三种主要方式。湿式氧化和焚烧,一般常用于处理不可生化或者是剧毒性的小水量的高浓度有机废水,其处理设备投资大,技术要水高,回收能量小所以,这两种方法在实际应用中受到限制。生物处理法分仄氧微生物法和好氧微生物法。古老的厌氧微生物方法设备效率一般都很低,因此往往只用在污泥消化或者工业有机废料的消化处理。所以好氧微生物法就成为常用的主要处理方法,但是,实践证明,惯用的好氧微生物法,还存在着以下主要缺点。1。设备效率较低:以活性污泥法为例,处理城市污水时,处理负荷一般在1公斤COD/米“·天以下。2.能耗较高:以活性污泥法,每处理1公斤BOD约耗电1~1.1度。3.产泥量多:活性污泥法的产泥率和污泥负荷有关,负荷越高产泥量越大,一般说,产泥量为进水BOD量的了一40多,剩余污泥含水率高达99多。4.如果用活性污泥法处理高浓度有机废水,稀释水量大:活性污泥法进水CODCr一般控制在1000毫克/升以下。高浓度有机废水COD浓度很高,因此往往需要用清水稀释十倍至儿十倍才能进人生化池处理。由此看来,常规的好氧工艺,不是处理高浓度有机废水的理想方法。探索和开发设备效率高、能耗低的新工艺就成为处理这类废水的首要任务。仄氧处理方法能将90形以上的生物降解物质变为可供利用的可燃性气体。它与好氧微生物法相比,厌氧微生物法所需的氮、磷·218·DOI:10.16774/j.cnki.issn.1674-2214.1984.04.007营荞仅为好氧微生物法的10铭,电耗为好氧法的10、20%,产泥量为好氧洪的10、15男。近十五年来,由于厌氧处理技术的发展,设备效率不断提高,厌氧处理法逐渐成为处理高浓度有机鹰水的最诱人的办法,国内外正纷纷以新的厌氧处理方法对制革、发酵、制药、食品、造纸、果胶、屠宰等工业的高浓度、有机废水处理,进行广泛的探索研究,这些研究,都取得了很大的进展。武汉味精广废水分析资料表明,味精废水是一种强酸性的、可生化的高浓度有机废水,木研究的宗旨是探索利用新的厌氧工艺特点,高效、低能耗地去除味精废水中高浓度有机污染物的规律,为味精生产工业的高浓度有机废水处理提懊合硬的处理方法。试验材料和方法1见表1试验设备:厌氧处理试验主要设备表1厌氧处理试验主要设备表}受备名称丸黑人/、Z材质消化瓶储气瓶气休子卜鼠最筒杠二温箱工芝璃卫址璃刃戈璃金属规格尺寸3000毫丁1-5000毫升2000毫升-700火700x1000毫、长nonOJ`二2.试样:供试验的废水,是从武汉味精厂运来的生产废水,废水水质分析结果表2所示:干干干C二C;`二,(:(忿忿曰曰八八几乃亡。力`自】门门州州曰曰。勺,州,L、L口OOO卜卜叫、、、C它二C二C二OOO曰曰叫七丈丈CC:CJC二C)))当当日日,才节叫曰勺州叫C勺勺洲洲~~~,叫口刁,叫卜口,叫叫竺竺.’’之盆\宝吕吕舅舅闷闷,叫户勺,.叫叫,,、、、心口C)C二`勺(二二切切切OC,L约L乃乃幼幼昌昌心口CL乃吃口口道道闷闷LO,叫,.叫叫、、、、1OOO枷枷枷O二L巴tOI约O口口幼幼日日!小若若之之介介介lll曰曰曰仁仁_、、、、萝萝胃胃胃江江、一产产产绍绍闷闷闷瓷瓷谕谕谕臀臀、、感、、、。。三三导昆吕雳三三OOO切切切自自日日日``产、、心》C,()OC二二。。一日日丈李C`:OC二二OOO竺竺小刃亡口心门吐己`勺勺臼臼日日篇窦的写蕊蕊、、、子子子长长、闭___C》《》(:弓匀心)))厂厂下舒鞠周周《二勺O二C二二正正红目,洲卜叫叫心C,.叫小刁眨O以〕〕誉誉霎誉誉,.叫心口弓二O刁仁OOO成成是)J匀只只O节,叫甲叫阅明口闷闷胜胜弘~~~~~酬酬.,介介C〕《二C:吧二C〕〕石石乏卜司司C匀C)C〕(〕C:::量量国亘...昆乏落尔三三CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO,刊仁O勺李,妇妇创创。~lll`〕(:C,C,C)))司司心谭二闷一一C,C二C万《:《二二廿廿父、、、马茗或次吕吕戮戮二黔黔C门口J卜),州(心心幼幼巴忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍忍长长闷闷C:C:C,CC)))国国谧谧OC二C二(:CCC功功日日O以,U、〔、OOO闷闷闷月,司卜.OCO刁刁CCCCC门口q`O,寸阅咬护护国国,、、。C甲川C二C二c口口山山二几州州城苏石书之之卜卜卜JJJ能能能坦寡奢母书书策策策劝屯屯羊羊羊州月甘以书书冬冬冬冬一219·3.试验装置:厌氧处理试验装置如图一所示:稚用叫曰曰曰曰曰曰曰乙乙乙血塞一一水产气冠。谈数时令鼠筒内和储气瓶内的水封液液面相平,使两设备内液面气压与外界环境大气压力相等。本报告中气体数量均在该环境条件下计量的。4.试验运转参数本试验分两个阶段,运行厉讨6个月,各项运转参数如表3所示。表3试验运转参数表运转指数第一阶段:第二阶段污今COD毫克/升一)9600一35000{11000一12000有机负荷(CODkg/m3·D)消化温度(℃)4一3O一7图一反氧处理试黄红图32一36132一36试验用容积3000毫升的玻璃瓶作消化瓶,每瓶装消化液2000毫升,置于恒温箱内。箱内温度32~36℃。用排水集气法计量消化气体数量,消化瓶与储气瓶用橡皮管接通,作为消化气体连通管。储气瓶和消化气休计遏筒以虹吸管连接,用作水封液体连通管。为了避免漏气,各瓶日均用橡皮寒塞紧,连接处涂上石蜡。为了防正消化气体中二氧化碳和硫化氢被水封液吸收,用盐酸酸化的饱和食盐水作水封液,滴入数滴甲基橙指示剂使溶液呈红色,以利于观测。试验时,采用间歇进水方式。每天按时记录产气量,然后排出消化瓶内上清液,排水量和进水量相等。排水结束投加生废水,最后排气调整计量筒起点水位,摇匀消化瓶内消化液,再放入温箱内进行消化。随水排出的污泥,沉淀分离后,在进水时和生废水混合一起加入消化瓶以维持瓶内污泥浓度。消化瓶内产生的气体经橡皮管流入储气瓶,瓶内水封液受压由虹吸管流入计鼠筒,量筒内增加的水封液量,即消化瓶内废试验结果味精生产废水PH值低,试验废水用石灰中和后加入试验装置。1.污泥培养驯化试验装置投入运转的关键,是培养出必要数量和质量的厌氧污泥,本试验用以处理味精废水的厌气污泥种,采用城市污水污泥加入适量的新鲜人粪便等混合培养驯化成自勺。(l)厌氧污泥培养取城市污水污泥与人粪便等混合均匀,再加人清水稀释至20升,配成生污泥种子,然后装入瓶内,密封后置于32一36℃的恒温箱内培养。在培养过程中,观测消化气体产量以及消化气中甲烷气的含量,至消化气体产量接近最大,甲烷气含量在50形以上时,可认为厌氧污泥种子基本培养成熟,可以投加废水进行驯化。按试验需要,厌氧污泥培养分8个瓶进行,培养过程产气情况表4所示。2201Unné八UnóUnn曰8一449460156424一…l|一一Oó门九U八U八U6一149686/54犯一JI…一一一|一||一!表4污泥培养历时产气量瓶号…}……}一_,士气重(,1,}12{3{4fs_蜡菱旦士堕l二仁玉2一.止止上一_!_一—一---一---一g…5`“`。”`“。…`“。“7“,。]92095089。…7609“。“…’02。`。5。}`0`。…’。20’。5。`2}5`。}`50{56。…550,/13’550430`4801480「490460390450{480480T4209001020510460420一.一曰..曰...曰`口.门`.......目..~.曰.甲.~~曰.~目.........L一一一遭产耳画冬表4中产气资料表明,生污泥培养至第10天,消化气体急剧增加,到第n天消化气体量较大,此时甲烷含量均在50多以上,第12天产气量又急剧下降,可以认为生污泥培养至10、n天是厌氧甲烷发酵最盛期,开始加入废水进行驯化。本试验是在生污泥培养至14天开始投加味精废水进行驯化。(2)护弓泥驯化以上培养的厌氧污尼种子,不耳用于处理味精废水,需要加入味精废水驯化驯化前,先将8瓶污泥倒出,混合均匀后再1分装间8瓶内,各瓶污泥体积和浓度均相同。按照试验需要,将8瓶分为三组,以三种进水CODCr浓度进行驯化,1,、2,消化瓶为第一组、进水CODer一28000一35000m义八J;3,、4游、5#消化瓶为第二组,进水CODe、·=14400一17600mg/L,6薄、7#、8#消化瓶为第三组,进水CODer二9600一22了oom:/L驯化时,废水投配率从5多开始,然后逐渐提高,直至八套装置全部达到试验投配率时,按试验投配率进行驯化。驯化期间定期取样测定COD去除率,产气量等项目,测定结果如图2、图3所示。怕怕.`确、、、可可___月月……不不二l习,`~Q,,,洲洲洲洲周尺一了,一5月驯亿时何,产气戈,c0,去陈首线图.221.,};_』呈丛秒巡受经竺)全图弓:矿一扩今)`仁时同,产气量,。。去陈伪线臼从阁2、图3可以看出:①开始投八废水驯化时,产气量下降,有机物去除率亦降低,随着驯化时间延长,厌气微生物驯化成热,产气量恢复正常,有效去除率随之稳定。②在试验范围内,进水浓度改变对驯化没显著的影响。本试验是在COD为28’000一3500009/L、14400一17600mg/L、9600一11了OOmg/L等三种浓度下驯化,厌氧污泥成熟所需的驯化时间均为20天。2.试验结果试验运转分为两个阶段,历时n周。(l)第一阶段试验本阶段安装八套试验装置,观测COD。:为25000一360009/L、24400一1760omg/L、9600一11700mg/L等三种进水浓度下,投配负荷的运转规律,处理效果以及产气量。试验运转结果如表5所示。耀卜妙鹉·、己口,乙砂砂·沪砂沪、乙砂、乙砂·砂砂砂J砂砂砂,毛诵、屯、硬.砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂砂,如、奋砂砂妙砂砂砂砂砂.签.(上接第240页)由于设备限制,本装置仅完成了投种以后99终味精结晶过程控制,还不能算全自动控制,这需要在设备更新改造后不断完善控制功能。并应找出99终结晶味精工艺过程的最佳控制模式,充分发挥设备潜力。此外,目前打印输出为16进制数,而没有换算成工程量,这样给工人阅读带来一定困难,应进一步在软件设计中解决。总之,微机控制从理论上讲优点很多,针对味精靠过程控制具体有如下优点:1.微型计算机具有计算能力,因此需要计算的工作,微型机实现是十分方便的,而模拟控制单元只能完成控制任务,要完成计算必须增添其它运算部件。2.微型计算机具有逻辑判断指令,如超限报件,变结构图的实现,变参数的实现,利用微型机来实现是方便的,如用模拟单元则又要增加硬件设备。3.微型计算机具有多通道输入和多通路输出特性,在味精结晶控制方案中具有四个参量输入及两个控制参量输出,在模拟控制单元中这是无法实现的。4.数字记录较模拟电压量记录要优越得多,精度高、直观、要采用数字记录则必须采用微型计算机。从味精结晶过程微机控制实际例子中,也充分体现了微机控制的优点,自然控制对象不同,相互地也会带来不同的特色,有专家建议,只要采用50门电路以__仁的设备,就可采用微型机,从功能上或从经济效益上都能发挥它的优点。`·22216哪.019侧。O00的。O哪O的。O卜6哪.0\O沈侧。O洲一?6卜一。:巴口一~八.一.,心?,洲呀洲产钊州艺心.哪工代tglO。O问的《口哎〕以二,二_.咤、,的’,出口NO,