兩相UASB反應(yīng)器處理糖蜜酒精糟液的試驗研究

1、兩相UASB反應(yīng)器處理糖蜜酒精糟液的試驗研究         06-03-11 13:52:00     作者：張振家1，王太平2，    編輯：studa9ngns摘要：針對糖蜜酒精糟液水質(zhì)特性，采用以UASB反應(yīng)器為主體的兩相厭氧消化工藝，試驗結(jié)果表明：系統(tǒng)對廢水中有機物及硫酸鹽均有良好的去除效果，酸化段反應(yīng)器對SO42-去除率達到70以上，由于產(chǎn)氣的氣提作用，試驗中未發(fā)現(xiàn)SO42-對甲烷菌有抑制作用。 關(guān)鍵詞：兩相UASB反應(yīng)器

2、糖蜜酒精糟液 酸化段反應(yīng)器  Study on the Treatment of Molasses Alcohol Slops by Two-Phase UASB ReactorAbstract：According to the properties of the molasses alcohol slops，a two-phase UASB was used to treat the slopsThe results showed that the anaerobic process could remove COD and SO42- effectivelyIn the acid

3、ification phase reactor，the SO42- removal exceeded 70Methane producing bacteria were not inhibited by SO42- due to the stripping effect of the produced gasKey words：two-phase UASB reactor；molasses alcohol slops；acidification phase reactor 糖蜜酒精糟液為典型的高濃度有機廢水，CODcr濃度高達100180g/L1，并含有較高濃度的硫酸鹽及焦糖類物質(zhì)，一直是廢水

4、處理領(lǐng)域的難點。本文針對糖蜜酒精糟液水質(zhì)特性，考察了在中溫條件下兩相UASB反應(yīng)器對糖蜜酒精糟液處理情況。 1 材料與方法 1.1 試驗裝置如圖1所示，本試驗采用2座結(jié)構(gòu)完全相同的UASB反應(yīng)器，從上到下依次為三相分離器、懸浮層區(qū)和污泥床區(qū)，有效容積為28L。沿反應(yīng)器高度設(shè)置12個采樣口，反應(yīng)器由夾套水保溫在35±2。廢水經(jīng)計量泵由底部進入酸化段UASB反應(yīng)器，在頂部溢流出水，再經(jīng)中間水槽作適當(dāng)調(diào)節(jié)后用計量泵打入產(chǎn)甲烷段UASB反應(yīng)器。產(chǎn)氣經(jīng)水封瓶脫硫后，由濕式流量計計量產(chǎn)氣量。1.2 污泥接種接種污泥采自天津薊縣掛月酒廠EGSB反應(yīng)器高溫（55）處理玉米酒精糟液的顆粒污泥，粒徑23

5、mm，濃度92g/L，m(VSS)/m(SS)=0.65，每個反應(yīng)器接種量18L。1.3 廢水性質(zhì)試驗用水來自廣西某糖廠的糖蜜酒精糟液，水質(zhì)指標(biāo)見下表1。 表1 廢水水質(zhì)指標(biāo)TOC/(mg·L-1)CODcr/(mg·L-1)BOD5/(mg·L-1)pHSO42-/(mg·L-1)TKN/(mg·L-1)色度/倍數(shù)值46258123970530804.2523418485000鑒于原水pH較低，試驗初期加入純堿進行調(diào)節(jié)，裝置容積負荷的提高通過提高進水TOC濃度或縮短水力停留時間來實現(xiàn)，因原水CODcr濃度高達120g/L，需適當(dāng)稀釋，另試驗中

6、不再額外添加氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。 2 試驗過程與結(jié)果分析 2.1 酸化段反應(yīng)器有機物去除情況酸化段試驗結(jié)果見圖2，圖3。 酸化段反應(yīng)器中主要發(fā)生有機物水解、酸化反應(yīng)，同時絕大部分SO42-在SO42-還原菌作用下，被轉(zhuǎn)化為硫化物。在最初的16d，進水TOC控制在10000mg/L，負荷在8kgCODcr/(m3·d)左右，但去除率直線下降，降低進水TOC至6000mg/L，去除率逐步上升至16。從第40d到79d，逐步提高負荷至12kgCODcr/(m3·d)，去除率已達到30以上。從第80d連續(xù)提高進水濃度，至第88d進水TOC達到15000mg/L，反應(yīng)器容積負荷接近30

7、kgCODcr/(m3·d)，去除率仍能維持在35的較高水平，但隨著容積負荷進一步提高到38kgCODcr/(m3·d)，去除率明顯下降，已達到反應(yīng)器極限負荷。從產(chǎn)氣量變化曲線也可以看出，在最初48d，產(chǎn)氣量一直很低，但從第49d起產(chǎn)氣量直線上升，并且與去除率曲線具有良好的相關(guān)注。根據(jù)氣相色譜檢測結(jié)果，酸化段產(chǎn)氣經(jīng)脫硫后，CH4和CO2各占50，證明在酸化段反應(yīng)器中，也發(fā)生了產(chǎn)甲烷反應(yīng)。2.2 酸化段硫酸鹽去除特征酸化段硫酸鹽去除情況見圖4。 由圖4可知，酸化段的SO42-去除率最終穩(wěn)定在70左右，運轉(zhuǎn)后期在進水SO42-濃度達到1800mg/L情況下，出水中總硫化物濃度也

8、僅有60mg/L。由于反應(yīng)器的大量產(chǎn)氣，SO42-還原產(chǎn)物多由氣提作用而從系統(tǒng)中排出，故本試驗中并未發(fā)現(xiàn)硫化物的抑制作用。將SO42-還原反應(yīng)與有機物降解過程結(jié)合分析，我們發(fā)現(xiàn)酸化段反應(yīng)器并未實現(xiàn)嚴格意義上的相分離，產(chǎn)甲烷過程相當(dāng)活躍。據(jù)此我們推斷在一定的SO42-濃度范圍內(nèi)，在有機底物足夠充足的條件下，甲烷菌完全可以通過自身適應(yīng)過程，順利實現(xiàn)產(chǎn)甲烷反應(yīng)。2.3 甲烷段反應(yīng)器運行情況分析進、出水TOC及去除率隨時間變化曲線見圖5。 在最初的12d，進水的TOC在6000mg/L左右，但去除率直線下降至10，降低進水濃度至3500mg/L左右，穩(wěn)定運行58d，去除率在50左右波動。從第70d起，逐步提高進水濃度，使負荷上升至10kgCODcr/(m3·d)，去除率沒有明顯變化，繼續(xù)提高負荷到15kgCODcr/(m3·d)，去除率直線下降，已達到反應(yīng)器極限負荷。根據(jù)氣相色譜檢測結(jié)果，甲烷段產(chǎn)氣中甲烷組分占73，二氧化碳占15，對反應(yīng)器進出水SO42-濃度分析結(jié)果表明產(chǎn)甲烷反應(yīng)