2020年UASB工艺在PTA废水处理的应用论文

UASB工艺在PTA废水处理的应用论文 厦门某PTA厂废水处理采用了UASB（上流式厌氧反应器）处理技术，其COD去除量75吨以上，去除效率稳定在87%-89%，甲烷气月产量100万立方米左右，污水处理装置的电耗、物耗极低，销售CH4的收入抵扣能物耗的费用后实现盈余。本文就初期启动、工艺参数的控制、操作过程中遇到的问题及对策进行介绍，为PTA废水的厌氧生物处理提供一个成功的案例。 接种污泥的选择是关键，首选同类水质的颗粒污泥，此种污泥驯化时间短，启动快。其次选用其它水质的颗粒污泥。若无颗粒污泥，可用污水处理厂的厌氧消化污泥或养猪场发酵底泥，鸡场的鸡粪亦可，甲烷菌活性高为宜。接种污泥浓度至少不低于10kg/m3反应器容积。在驯化过程中，需间歇补充消化污泥，有条件的建议自建污泥消化池，即可减少剩余污泥的处理量，也可随时为UASB提供厌氧消化污泥，补充产酸化菌、甲烷菌，且该投资回收周期短。 1.2.1污泥驯化由于厌氧污泥生长缓慢，驯化时间长。经尝试，在池内投加种泥，并间断投加营养源的驯化方法效果不佳。因此，对于新建工厂，建议厌氧反应器最早开始施工，在主体装置投产前三个月建成，并按实际生产操作模式在厌氧反应器内进行污泥驯化，大大缩短厌氧启动周期。污泥驯化过程中，部分污泥流失是正常现象，但过度的流失会导致系统污泥负荷增加，系统提升进程慢。在驯化过程中不间断地向系统投加厌氧化消化污泥，保证系统的泥量，能极大地提升系统驯化进程。因PTA废水中的TA、p-Tol酸等为厌氧生物难分解性化合物，即污泥需经驯养才能有效分解，驯养的菌种主要以培养具TA分解能力的厌氧菌种为主，同时也培养分解其它基质能力的厌氧菌。 1.2.2启动操作方式初次启动的厌氧反应器，容积负荷不应太高，0.52kgCOD/(m3.d)为宜，污泥负荷在0.051.0kgCOD/(kgMLSS.d)。随着UASB效率的提升，容积负荷逐渐提升，每次提升0.5kgCOD/(m3.d)为宜。在此期间，增加主要工艺参数的监测频率。上升流速不宜过大，可根据出水中的SS来作调节，以免污泥大量洗出。这一阶段出水的VFA比较高，甚至可达到2000mg/l。要注意进水PH及池内的碱度的控制，PH应保持在77.5之间，碱度在800mg/l以上。为防止污泥“酸化”，可对污泥反应区的PH进行监控，当PH6.5时，立即停止进水，同时加大循环水量。 1.2.3洗泥“洗泥”是污泥驯化的手段、也是最终完成污泥颗粒化的先决条件。接种污泥中含有大量的絮状污泥和分散的细小的解体污泥，既不具备降解有机物的能力，又阻碍污泥颗粒化进程，因此通过“洗泥”来达到去除它们的目的。在启动初期，“洗泥”过程应是缓慢而逐步的，过度的洗出会导致大量活性污泥流失，池内污泥量不足，从而导致启动失败。 厌氧反应器的PH值以控制在6.87.2为宜，过高或过低，都会影响厌氧菌的活性，从而降低COD的去除率。在启动初期，由于池内碱度小，系统缓冲能力差，PH可稍高，但不宜超过7.5。PH值的调整主要通过投加NaOH来实现，出水循环及引入放流水均可稳定地控制反应器内PH值，从而有效防止系统“酸化”，节省碱的消耗。 厌氧反应器采用中温消化，温度为3638，厌氧反应器的温度通过控制进水温度调整。由于生产装置排放的污水温度波动大，而该污水调节系统热交换器能力不足，导致厌氧反应器进水温度偶尔超过40。实践表明，当温度超过39时，厌气系统产甲烷能力明显下降(如图1)。当进水温度超过40，通过加大系统循环或用其它低温水（如放流水）来降低进水温度，以保证消化池内的温度控制在38以内。由于季节变化（特别是北方），厌气反应器进水温度有时低于35，此时通过蒸汽对进水加热，以保证温度达到36以上。建议在设计厌气系统时，一定要配置足够的温度调节系统，保证对厌气系统的进水有足够的调节能力，不但能够降温，同时要保证预热。 厌氧菌对N、P的需求量远低于好氧菌，但对重金属的需求高于好氧菌。在实际操作中，我们在UASB入口投加微营养盐、尿素、磷酸，以补充废水中的营养成份。微营养剂的主要成份为：钾、硫、铁、锌、钙、镁、钼、铜等。此外，厌氧污泥对镍、钴也有一定的需求，但PTA工艺产生的废水中含有一定量的钴、镍，因此，微营养剂中不需加入该种物质。UASB进水中各种营养成份的投加比例约为：CODcr：N：P：K：S：Fe：Zn：Ni=100：1：0.15：0.12：0.12：0.03：0.0015：0.0015在实际操作中，可根据具体情况而定。S元素对污泥颗粒化的实现起着重要作用，但过多的补充S，产生的H2S对设备、电缆会造成严重的腐蚀。同时对环境及人体健康影响很大。因此在实际操作过程中，要合理控制S的投加量。在建造过程中，确保气体管线及储气槽的气密性是避免上述问题的有效措施。 不同时期UASB所控制的上升流速各不相同。启动初期，既要保证污泥呈悬浮状态，又要避免污泥流失，故上升流速控制在0.5m/h以下，出水SS以不超过200mg/l为宜。随着UASB的效率的提升，产气量加大，搅动逐渐加剧，此时，上升流速可适当降低，但要保证污