酸化SBR法处理啤酒废糟液.doc

酸化-SBR法处理啤酒废糟液在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点：由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小；不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价，便于维护，易于放大；对于污泥的降解功能完全和消化池一样，产生的剩余污泥量少。同时，经水解反应后溶解性COD比例大幅度增加，有利于微生物对基质的摄取，在微生物的代谢过程中减少了一个重要环节，这将加速有机物的降解，为后续生物处理创造更为有利的条件。 1 试验装置、材料和方法 1.1 试验装置试验装置如图1。 1.2 材料和方法酸化柱由有机玻璃制成，内装有益于酸化菌附着生长的弹性立体填料；SBR反应器由有机塑 料制成。首先进行污泥的接种与驯化，在酸化柱和SBR反应器内接种某汽车厂污水处理厂的 回流污泥；每日在高位水箱中加入新鲜啤酒废糟液，其水质条件为：COD40006000mg/L，BOD16503600mg/L；同时用Na2CO3调节 废水的pH值710。废水经高位水箱进入酸化柱(酸化柱有温控装置)，在柱内停留4h左右，酸化出水经收集后定时定量进入SBR反应器停留18h。对酸化柱和SBR反应 器进行监测，检测其进出水COD和污泥情况，同时检测酸化柱进出水碱度和pH值，15d后效果基本稳定，培养驯化完成，进入正式运行阶段。试验表明，废水酸化效果并非随废水在酸 化柱内停留时间的延长而增强，停留时间超过4h，COD去除率有所下降，故最佳酸化效果的 停留时间约为4h。1.3 试验方案1.3.1 酸化的试验方案试验主要考察酸化在三个不同温度(20、24、28)和不同进水碱度(500、750、1000mg/L，以CaCO3计，下同)共九种条件下酸化效果和COD去除情况。1.3.2 SBR反应器试验方案COD的去除主要集中在SBR反应器中，该段共设置3个反应温度：20、24、28。运行参数分别是：进水0.5 h；曝气18 h；沉淀1.5h；排水与闲置4.0h。2 结果分析和讨论 2.1 酸化的结果分析与讨论2.1.1 酸化对COD的去除情况在给定温度和碱度组合下，酸化对进水COD均有一定的去除率。在4h停留时间内，平均每小时去除COD250mg/L左右，整个酸化阶段COD去除率达12%25%。在所试验的三个不同温度条件下，达到酸化效果的最佳碱度是750mg/L，而最佳温度是24。表1 酸化柱、SBR反应器、出水可生化性情况表日期水箱水酸化柱出水SBR反应器出水COD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/CODCOD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/CODCOD(mg/L)BOD5(mg/L)BOD5/COD1998-04-274488.32421.30.5393019.12704.50.89696.920.40.2111998-05-034393.82279.10.5193109.8211380.68081.829.20.3871998-05-124338.62056.40.4743249.72308.60.71079.411.60.1461998-05-225417.92902.50.5364179.32670.70.63988.616.70.1881998-05-284505.92587.90.5473443.82271.50.66083.66.500.0771998-06-024715.62145.60.4553289.42332.70.70974.710.50.1411998-06-154693.12182.10.4653129.32476.20.79176.68.400.1101998-06-304430.72673.40.6033188.62704.40.84876.219.80.2601998-07-094931.32342.90.4753692.72761.20.74898.621.30.216平均值 0.520 0.740 0.1902.1.2 碱度对酸化效果的影响酸化效果也可以通过检测进出水碱度的变化情况来观察。进水碱度越大，出水碱度越小，说明酸化效果越好。不同温度、不同进水碱度条件下出水碱度的变化情况如图2。可见，在进水碱度500mg/L时，随着进水碱度的增大出水碱度减小。当进水碱度超过500mg/L时，随进水碱度增大，出水碱度亦增大。本试验最佳碱度范围是500750mg/L，在此碱度范围之内，酸化效果比较理想。碱度过高反而使酸化系统运行不好，甚至导致酸化菌死亡。原因可能是微生物对含氮有机物同化的氨化作用起到了自然的缓冲作用。此外，温度对酸化效果也有一定影响，温度过高、过低均不利于酸化，本试验最适宜温度是24。由表1可见，酸化柱进水的平均BOD5/COD=0.52,酸化柱出水的平均BOD5/COD=0.74，通过酸化可生化性提高了0.22，而废水在酸化柱内的停留时间仅有4h，酸化效果是较理想的，这就为后续的SBR生物处理创造了非常有利的条件。2.2 SBR反应器结果分析2.2.1 SBR反应器对进水COD的去除本试验条件下，SBR反应器进出水COD随时间的变化曲线如图3所示。 由图3可见，虽然进水有机物浓度变化幅度较大，但出水较为稳定，波动较小，系统耐冲击负荷能力较强。在本试验的容积负荷3.606.24kg/(m3d)范围内,COD的去除率变化在94%99%之间。这说明用酸化SBR法处理啤酒废糟液效果比较理想，虽然进水浓度在40006000 mg/L之间波动很大，但出水的达标率仍然较高执行标准：污水综合排放国家标准(GB89781996)一级标准。然而当COD负荷超过6.24kg/(m3d)后，COD去除率偏低，出水COD达标率低的趋势也较明显。2.2.2 酸化效果对SBR反应器处理效果的影响试验中，SBR反应器对进水COD去除率的好坏直接受酸化效果的影响，酸化效果好，去除率高，反之就低。其去除率最大值出现在：T=24，碱度500750mg/L，此时去除率超过99%。3 结论酸化SBR法处理高浓度啤酒废糟液效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上。酸化SBR法处理中高浓度啤酒废糟液，酸化至关重要，它具有两个方面的作用，其一是对废水的有机成分进行改性，提高废水的可生化性；其二是对有机物中易降解的污染物有不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响SBR反应器的处理效果，有机物去 除主要集中在SBR反应器中。酸化SBR法处理啤酒废糟液受进水碱度和反应温度的影响，最佳温度是24，最佳碱度范围是500750mg/L。视原水水质情况，如碱度不足，采取预调碱度方法进行本工艺处理；若温度差别不大，运行参数可不做调整，若温度差别较大，视具体情况而定。酸化UBF混凝法处理制浆造纸废水湖南某造纸厂采用芦苇碱法制浆造纸，排放废水约为18000m3/d，对周围环境造成了严重污染。目前较为成熟的造纸废水处理方法是碱回收法，但成本较高使中、小型造纸企业无法承受。根据该造纸厂的实际情况，采用酸化UBF混凝法处理废水取得了良好的效果 。1 生产工艺及排污该厂生产工艺及废水排放情况见图1。2 废水水质废水主要来源于挤浆机的黑液、洗浆机的黑中段水、漂白机的白中段水和外排白水，其中黑液为2000m3/d，中段水(包括黑、白中段水和外排白水)为16000m3/d，各种废水水质见表1。表1 废水水质及排放标准项 目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH黑液30000900020001113中段污水60030070079总排口45020025069当地环保部门要求该造纸厂限期处理所排废水，并达到造纸工业水污染物排放标准(GB354492)中的一级标准，总排口下游1km处的蒸水河水水质要达到地面水环境质量标准 (GB 383888)中类水质标准。3 处理流程根据该厂的实际情况，采用先处理黑液再与中段水(含外排白水)合并处理的方法，即先将黑液酸化回收木质素并经厌氧生化处理后，再与中段水、白水混合并加入混凝剂进行混凝沉淀，处理流程见图2。蒸煮浆料由蒸球压入喷罐内，定量泵到水平带式洗浆机进行逆流洗浆，洗出的黑液经纤维回收池进预沉池，再排入水解酸化池，反应之后泵入酸析池，经加酸、压滤等处理并回收木质素，滤液与酸洗处理水再经过投加石灰水调节pH值、去除大部分硫酸盐后泵入UBF厌氧反应器进行厌氧处理，之后混入中段水均质调节池，均质调节后的综合水经投加混凝剂后再排入辐流沉淀池分离，沉淀后的上清液可达标排放，池底污泥靠刮泥机和重力排入污泥浓缩池，经浓缩后加混凝剂进行化学调节，再用压滤机脱水成为含水率约为70%的泥饼外运。4 主要设备及构筑物主要设备及构筑物的设计参数见表2。表2 主要设备和构筑物设计参数主要设备及构筑物数量(座)HRT(h)尺寸黑液预沉池11040m10m2.5m水解酸化池16040m40 m3.5m酸析单元酸析沉淀池2820m10 m3.5m酸析气浮池2110m1m中和池1510m18m3mUBF23018m10m均质调节池1460m20m2.7m辐流沉淀池1430m4.5m浓缩池21010m5.5m化学调节池112m8m2.2m清水回用池112.5m12m2.5m压滤泵房压滤机6污水提升泵35运行结果 西渡造纸厂采用酸析木质素，结合生化、物化法解决了黑液与中段废水的处理问题，运行结果表明，该厂污水总排口主要污染物指标达到了GB354492的标准(见表3)；受纳水体蒸水河污染控制断面(总排口下游约1km)的主要水质指标达到了国家规定的类水质标准，经处理后的水回用率达50%。 黑液酸析加酸(工业硫酸)量为0.4%，酸析pH值为34，温度控制在4050，并采用化学调节系统以提高木质素压滤效果。 采用的UBF反应器中的污泥停留时间均在100d以上，在高负荷状态下运行仍能保持较高的去除率。厌氧反应最佳温度为3035，冬季必须保持在15以上，因而冬季利用蒸气对黑液进行适当加温，同时对厌氧反应器采用一定的保温措施以确保其正常运行。表3 系统处理效果项 目黑 液综合废水进水出水*去除率(%)进水*出水去除率(%)COD(mg/L)30000569681116632072.6BOD5(mg/L)900017878046513870