UASB接觸氧化處理高濃度有機(jī)廢水試驗(yàn)研究

1、UASB接觸氧化處理高濃度有機(jī)廢水試驗(yàn)研究Study on Treatment High Strength Organic Wastewater by UASB Reactor and Contact Aerator1.湯立炯（上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院,上海 200040） 2.張明(華東師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)系, 上海 200062)Tang Lijiong(Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering ,Shanghai 200040) 摘要本文主要通過對(duì)某家化工廠污水的UASB+接觸氧化生化處理模型試驗(yàn)的研究，探索運(yùn)用UAS

2、B法處理高濃度有機(jī)廢水的可行性。本文還探討了污水的COD及含鹽量的大小對(duì)UASB處理效率的影響，及關(guān)鍵參數(shù)的選用。關(guān)鍵詞 UASB 接觸氧化 厭氧 好氧 有機(jī)廢水AbstractUASB reactor and contact aerator were used to treat wastewater of chemical plant. On the basis of measuring and analyzing, this paper discussed the possibility of use UASB to treat high strength organic wastewat

3、er. Besides, the effect of COD value and salt concentration to UASB treatment effect efficiency and selection of its key parameters were also discussed.Key wordsUASB Contact aerator Anaerobic Aerobic Organic wastewater1. 前言 受上海某化工廠的委托，為其全廠的廢水處理進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。此家化工廠主要產(chǎn)品有羧甲基纖維素（CMC）、賽璐珞和一氯乙酸等，是一家中等規(guī)模的化工企業(yè)，該廠在生

4、產(chǎn)過程中，會(huì)產(chǎn)生一定量的高COD、BOD和高含鹽量的高濃度有機(jī)廢水，全廠所排廢水可分為兩大類，一類為CMC車間酒精蒸餾殘液，濃度高（CODcr約為50000mg/L），含鹽量高（約6）；另一類為全廠的綜合廢水，濃度相對(duì)較低。 由于高濃度有機(jī)廢水采用一般的物理化學(xué)法和常規(guī)的生化處理的方法很難達(dá)標(biāo)，為此擬采用UASB+接觸氧化法的生化處理工藝。 UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket），是目前國內(nèi)外較先進(jìn)的處理工藝，與其它大多數(shù)厭氧生物處理裝置不同之處是（1）廢水由下向上流過反應(yīng)器；（2）污泥無需特殊的攪拌設(shè)備；（3）反應(yīng)器頂部有特殊的三相（固、液、氣）分離器。其

5、突出優(yōu)點(diǎn)是容積負(fù)荷大，處理效率好，運(yùn)行性能穩(wěn)定，構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。 為了檢驗(yàn)該廢水處理工藝的可行性，對(duì)此家化工廠的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行了生化處理模型試驗(yàn)。2. 模型試驗(yàn)方法2.1 廢水 CMC生產(chǎn)廢水由業(yè)主提供，經(jīng)測(cè)定CODcr為42640mg/L, BOD5為20700mg/L，含鹽量（以總非揮發(fā)性固體代）5.54%。該廢水經(jīng)過配水稀釋，調(diào)節(jié)pH和溫度（28±2），同時(shí)按比例添加N、P等營養(yǎng)鹽1后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器。 接觸氧化模型進(jìn)水由厭氧模型反應(yīng)器出水配水稀釋，并適當(dāng)添加N、P等營養(yǎng)鹽。2.2 模型裝置2.2.1 CMC廢水處理模型裝置CMC廢水厭氧處理模型如圖1所示。圖1. 厭氧處理模型

6、 試驗(yàn)用厭氧處理模型為UASB反應(yīng)器，同時(shí)其上半部分設(shè)置了彈性填料，因此，又兼具AF的特點(diǎn)。為保證進(jìn)水一定的上流速度，特設(shè)一回流泵，將出水回流。2.2.2 接觸氧化模型裝置 接觸氧化模型裝置如圖2所示。圖2. 接觸氧化模型裝置2.3 檢測(cè)指標(biāo)和測(cè)定方法 檢測(cè)指標(biāo)主要有：CODcr、BOD5、總非揮發(fā)性固體、pH和水溫。測(cè)定方法見參考文獻(xiàn)2。3. 結(jié)果及討論3.1 CMC生產(chǎn)廢水厭氧處理試驗(yàn)3.1.1 顆粒污泥的馴化 由于厭氧模型試驗(yàn)所用的顆粒污泥取自啤酒廠的廢水厭氧處理裝置，其原處理水質(zhì)與CMC生產(chǎn)廢水有較大的差異，因此，在模型試驗(yàn)的第一階段，采用人工配制的含鹽含酒精廢水對(duì)厭氧顆粒污泥進(jìn)行馴化

7、，目的是使之逐漸適應(yīng)CMC生產(chǎn)廢水含鹽量較高和含酒精的特點(diǎn)，馴化過程中進(jìn)水水質(zhì)和負(fù)荷如表1。表1 馴化過程進(jìn)出水水質(zhì)情況時(shí)間(d)進(jìn)水COD(mg/L)含鹽量(%)容積負(fù)荷(kgCOD/m3d)出水COD(mg/L)去除率(%)140280.52.87540280.52.87237641.0651370.83.6961051370.83.696259049.6 從表1可知，隨著馴化的進(jìn)行，盡管進(jìn)水COD濃度由4028mg/L增加至5137mg/L，鹽度從0.5%增加至0.8%，容積負(fù)荷從2.87增加至3.696，厭氧模型裝置的COD去除率仍由開始的41增加至49.6%，這說明在UASB中接種顆

8、粒污泥，可以達(dá)到迅速啟動(dòng)的目的，同時(shí)經(jīng)過馴化，該厭氧裝置中顆粒污泥已開始逐漸適應(yīng)含鹽含酒精廢水。3.1.2 CMC生產(chǎn)廢水模型試驗(yàn) 經(jīng)測(cè)定，所取CMC生產(chǎn)廢水的水質(zhì)情況如表3所示。將此廢水進(jìn)行配水稀釋，調(diào)整pH和水溫，并適當(dāng)添加N、P等營養(yǎng)鹽后，進(jìn)入?yún)捬跄Ｐ头磻?yīng)器。表2 CMC生產(chǎn)廢水的水質(zhì)CODcrBOD5含鹽量4264020700mg/L5.54% 試驗(yàn)期間，厭氧模型反應(yīng)器運(yùn)行情況如表3所示。表3 UASB裝置運(yùn)行情況時(shí)間(d)進(jìn)水裝置容積負(fù)荷(kgCOD/m3d)出水COD(mg/L)COD去除率(%)COD(mg/L)含鹽量(%)053360.73.69153200.73.693054

9、 42.6253150.73.672918 45.1362910.85.252982 52.6462800.85.243058 51.3562610.85.232918 53.4663370.85.272877 54.6763921.15.282800 56.2886201.16.483482 59.6986791.16.463880 55.31087271.16.493709 57.51186891.17.563745 56.91487601.17.543539 59.61586711.17.553451 60.21786381.17.493317 61.619106001.49.14971

10、 53.120105401.49.16261 40.621104501.49.17096 32.122106001.49.18109 23.5 由上可知，盡管CMC生產(chǎn)廢水的成分與人工配制廢水仍有較大的不同，經(jīng)過馴化的顆粒污泥對(duì)CMC生產(chǎn)廢水表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)能力。在初始階段，CMC生產(chǎn)廢水經(jīng)稀釋8倍后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器處理，其COD去除率即可超過40。 隨后逐漸減少廢水的稀釋倍數(shù)，從稀釋8倍到稀釋5倍，增加進(jìn)水濃度，進(jìn)水COD從5330mg/L逐漸提高到8638mg/L，含鹽量由0.7%逐漸提高到1.1%，反應(yīng)器的容積負(fù)荷也從3.69kgCOD/m3d增加到7.5 kgCOD/m3d，隨著時(shí)間的推

11、移，COD去除率逐漸提高（由40左右增加到60以上）。這說明，在厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷為7.5kgCOD/m3d ，CMC生產(chǎn)廢水稀釋5倍進(jìn)入時(shí)，UASB顆粒污泥未受到明顯的抑制作用，厭氧反應(yīng)器對(duì)CMC生產(chǎn)廢水的COD去除率達(dá)60以上，而且隨著時(shí)間的推移，在進(jìn)水濃度保持不變的情況下，其COD去除率還可能繼續(xù)增加。 繼續(xù)增加進(jìn)水的COD濃度和鹽分，當(dāng)COD濃度超過1萬mg/L，含鹽量達(dá)1.4%時(shí)，厭氧反應(yīng)器的去除效率開始降低。這可能是由于進(jìn)水鹽分太高，顆粒污泥受到抑制所致。 因此，對(duì)CMC生產(chǎn)廢水利用UASB進(jìn)行厭氧處理時(shí)，厭氧反應(yīng)器容積負(fù)荷宜控制在7.5kgCOD/m3d，進(jìn)水含鹽量不宜超過1.1

12、%（這與參考文獻(xiàn)1中試驗(yàn)數(shù)據(jù)相符）。CMC生產(chǎn)廢水經(jīng)厭氧處理后，COD可去除60以上。而且，在此運(yùn)行條件下，隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長，COD去除率還可能繼續(xù)提高。3.2 好氧處理模型試驗(yàn) 為模仿全廠廢水的水質(zhì)情況，將CMC生產(chǎn)廢水經(jīng)UASB反應(yīng)器處理后出水配水稀釋約5倍，并適當(dāng)添加N、P等營養(yǎng)鹽后進(jìn)入接觸氧化反應(yīng)槽，停留時(shí)間為15小時(shí)，進(jìn)出水水質(zhì)如表4所示。表4 好氧處理模型試驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)水COD出水 COD去除率 937146.884.3%98.7*89.0%*：經(jīng)過濾后測(cè)定CODcr 由表4可知，CMC生產(chǎn)廢水配水稀釋至937mg/L后，經(jīng)好氧接觸氧化處理，出水COD可小于150mg/L，經(jīng)過濾后

13、達(dá)到100mg/L。4. 結(jié)論4.1 此家化工廠CMC生產(chǎn)廢水采用UASB工藝進(jìn)行預(yù)處理是可行的。經(jīng)厭氧處理后，COD去除率可達(dá)60以上。建議進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器的廢水含鹽量不超過1.1%，容積負(fù)荷以7.5kgCOD/m3d為宜。4.2 CMC生產(chǎn)廢水經(jīng)UASB厭氧預(yù)處理后與全廠廢水混合，經(jīng)好氧處理，出水COD可小于150mg/L，出水經(jīng)過濾后COD可達(dá)到100mg/L。參考文獻(xiàn)1. 賀延齡編著，廢水的厭氧生物處理，中國輕工業(yè)出版社，19982. 國家環(huán)保局編制.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法.第三版，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委 會(huì)編，北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社出版,1989第一作者湯立炯簡(jiǎn)介：湯立炯，1969年

14、5月出生，1991年畢業(yè)于上海工業(yè)大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，取得工學(xué)學(xué)士學(xué)位。1991年畢業(yè)后加入上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院環(huán)保設(shè)計(jì)室，先后取得“環(huán)境影響評(píng)價(jià)” “勞動(dòng)安全衛(wèi)生預(yù)評(píng)價(jià)”執(zhí)業(yè)資格，國內(nèi)第一批經(jīng)考試認(rèn)定的“注冊(cè)造價(jià)工程師”之一，具有“建設(shè)工程發(fā)包代理”資格證書，可參與招投標(biāo)代理工作。 2000年赴日本參加 “ENVIRONMENTAL POLLUTION PREVENTION FOR CHINA”的課程研修，取得結(jié)業(yè)證書。工作期間主要從事工廠企業(yè)及住宅的環(huán)保工程設(shè)計(jì)、造價(jià)、及環(huán)境影響評(píng)價(jià)和勞動(dòng)安全衛(wèi)生評(píng)價(jià)。已先后設(shè)計(jì)完成“上海大眾汽車有限公司乳化液廢水處理站”、“聯(lián)合汽車電子有限公司污水處理站”

15、等多個(gè)上海市重點(diǎn)工程項(xiàng)目的污水治理分項(xiàng)的工程設(shè)計(jì)，并取得滿意的效果。參與了上海通用、上海大眾等一系列重大項(xiàng)目環(huán)保工程的造價(jià)工作，有著豐富環(huán)保工程造價(jià)經(jīng)驗(yàn)。隨著“勞動(dòng)安全預(yù)評(píng)估”制度的實(shí)施，近年來又先后編制完成了“肇嘉浜排水系統(tǒng)改造工程”、“上海松江區(qū)東部地區(qū)污水系統(tǒng)工程”、“上海市自來水閔行有限公司閔行二水廠污泥處理工程”等一系列項(xiàng)目的勞動(dòng)安全衛(wèi)生評(píng)價(jià)報(bào)告。作者現(xiàn)工作單位：上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院地址：上海市靜安區(qū)北京西路1287號(hào)郵編：200040電話：02162472277(總機(jī))轉(zhuǎn)環(huán)保設(shè)計(jì)室傳真：02163516188電子郵件：tanglijiong上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院簡(jiǎn)介：上海市機(jī)電設(shè)計(jì)研究院(SIMEE)創(chuàng)建于1953年，是國家核準(zhǔn)的具有機(jī)械工程、建筑、輕工、醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)甲級(jí)資質(zhì)及工程總承包、工程監(jiān)理、項(xiàng)目管理及對(duì)外經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作等多項(xiàng)資質(zhì)的大型綜合性設(shè)計(jì)企業(yè)。其主要業(yè)務(wù)范圍是：機(jī)械、輕工、醫(yī)藥、電子工程設(shè)計(jì)、建筑工程設(shè)計(jì)、民用建筑設(shè)計(jì)、機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)、工程總承包、工程技術(shù)咨詢、工程監(jiān)理、工程項(xiàng)目管理、工程投資審價(jià)等。該院現(xiàn)有專業(yè)工程技術(shù)人員800余名，其綜合實(shí)力踞全國勘察設(shè)計(jì)單位