UASB-接触氧化工艺在酒精废水处理中的应用.doc

UASB接触氧化工艺在酒精废水处理中的应用樊新生1林王春2高建强3高廷东11泰山学院生物科学系泰安2710212山东山大华特科技股份有限公司环保分公司济南2501013滨州市环境保护局滨州256618摘要介绍了升流式厌氧污泥床接触氧化工艺在处理高浓度酒糟废水中的应用运行结果表明进水CODcr18000mgL21000mgLBOD510500mgL12000mgLSS16000mgL18500mgL时出水达到GB897896二级排放标准关键词酒精废水UASB反应器接触氧化ApplicationofUASBContactOxidationProcessforEthanolWastewaterTreatmentFanXinshengLuJichengGaoTingdongShenQingAbstractTheapplicationofUASBContactOxidationprocessintreatingEthanolwastewaterispresentedTheoperatingresultshaveshownthatwhentheinletCODcrBOD5andSSareinrangeof1800021000mgL1050012000mgLand1600018500mgLrespectivelytheeffluentofthesystemisgoodenoughtomeettheclassguidedinNationalWastewaterIntegratedDischargeStandardGB897896KeywaordsEthanolwastewaterUASBreactorContactoxidation前言酒精的生产方法可分为发酵法和化学合成法两大类我国生产酒精主要采用发酵法以糖玉米薯干为原料发酵生产酒精兖州兴达酒厂以薯干为原料发酵生产酒精年产酒精5000吨其中每生产1吨酒精约产生15m3高浓度酒糟废水日产废水180m3左右酒糟液中一般含有45的固形物主要是植物组织中的纤维素半纤维素多聚糖类蛋白质及酵母细胞等由于酒糟中的固形物属非惰性材料菌体难以长期附着并形成优势颗粒污泥不易形成需将酒糟废液沉降经板框压滤机过滤后再进行生化处理薯干酒精糟液常用的处理方法是全混式厌氧发酵法这种方法水力停留时间长处理效果差无法满足后续好氧处理工段的需求本研究采用上流式厌氧污泥床UASB和生物接触氧化法保证了处理指标的达标排放污染物去除率均保证在99以上设备运行稳定处理效果显著经过1年多的生产运行出水各项指标均达到设计要求1废水水质表1废水水质Table1WaterqualitypHCODcrmgLBOD5mgLSSmgL35180002100010500120001600018500根据环保要求废水处理后应达到污水综合排放标准GB897896二级标准即CODcr300mgLBOD5100mgLSS150mgL2工艺流程及设计参数21工艺流程废水处理工艺流程见图1为通讯作者车间废水出水达标排放图1废水处理工艺流程Fig1Technologyprocessofwastewatertreatment酒糟生产废水由生产车间排出后由板框压滤机压滤进行酒糟提取可去除80以上的悬浮物即酒糟现晒干作为饲料出售给养殖厂滤液经多级格栅网过滤后去除大颗粒的悬浮物再进入调节池内均衡水量水质酒精废水的COD虽高但废水的可生化性好BODCOD约为06废水温度控制在3537经脉冲器均匀进入UASB反应器底部保证厌氧污泥床污泥呈悬浮状态经生物厌氧污泥床的生化反应分解废水中的大部分有机物有机物被分解成CH4CO2和H2S等气体外排并经脱硫后回收利用分解后的低分子量有机物随上清液进入曝气调节池其主要功能是去除厌氧出水中的有害气体增加废水中的溶解氧为好氧处理创造有利条件然后经灌装车间洗瓶水及地面冲洗水稀释后进入生物接触氧化池再次生化处理在生物接触氧化池内被活性好氧微生物分解使水中的有机物降至最低生物接触氧化池出水进入气浮池进行固液分离出水达标排放气浮池部分污泥自流入曝气调节池UASB反应器和生物接触氧化池的剩余污泥进入污泥储存池进行进一步硝化硝化后污泥外运作肥料22设计参数UASB反应器温度控制在35左右每池有效容积120m3共两池生物接触氧化池为两座每座有效容积80m3空气由SSR罗茨鼓风机供给曝气采用可变孔曝气软管内置悬浮填料填料层高35m设计气水比301气浮池采用加压溶气气浮水力停留时间20min回流比303UASB反应器启动与运行UASB反应器系统靠厌氧污泥降解有机污染物必需具有足够的厌氧污泥接种污泥取自宁阳彩山酒厂厌氧池的活性污泥该污泥沉降性能好由于污水在酒糟提取过程中停留时间较长及酒糟废水的特性pH较低约40左右调试初期未调pH引起UASB反应器中污水酸化产气量减少出水水质恶化产生大量浮泥因此在调节池中加入石灰水调节pH到7左右进水CODcr稀释到5000mgL左右CODcr容积负荷为1KgCODcrm3d初期进水量为20m3d并以CODcr去除率大于70镜检状况和挥发酸浓度为依据逐渐增加进水量反应器挥发酸VFA的浓度也是控制反应器正确运行的重要指标出水的VFA浓度在反应器的控制中被认为是最重要的参数这是因为VFA浓度能快速和灵敏的反映出反应器行为微小的变化在正常情况下底物由酸化菌发酵生成VFAVFA再被甲烷菌转化为甲烷因此VFA浓度低表示甲烷菌比较活跃运行2个月后进水量增加到120m3d稀释比由13下降到31经监测反应器出水碱度在2000mgL尽管碱度比较低反应器处理效果仍比较好但仍有少量浮泥产生主要原因是进水SS过高脉冲进水上升速度过高所致在出水口设置堰板以去除悬浮污泥第三个月污泥床底部絮状污泥逐渐密实形成粒径10mm左右的颗粒污泥颗粒污泥的直径随负荷的增大而增大高负荷可使底物更多的进入颗粒污泥内部从而允许大的颗粒污泥生长和存在减少反应器负荷会导致颗粒酒糟提取格栅调节池脉冲器UASB反应器曝气调节池生物接触氧化池气浮池污泥储存池风机房污泥强度的降低负荷的变动会导致颗粒污泥的破碎菌种培养阶段历时6个月UASB反应器的负荷达到15KgCODcrm3d从距反应器底部1m处取样管中取得沉淀性良好的污泥其MLSS量60gLMLVSS量41gL进水pH无需用石灰水调节直接进水UASB反应器出水水质稳定碱度降低到1600mgL主要原因是反应器采用脉冲进水进水与颗粒污泥处于膨胀或流化状态接触充分对废水的去除效率高另一个原因是UASB反应器的抗酸冲击负荷较强进出水水质见表2表2UASB反应器进出水水质变化Table2VariationofwaterqualityfrominfluentandeffluentinUASBreactor项目CODcrmgLBOD5mgLSSmgLpH进水出水去除率20300359382311300202372117320256385242684生物接触氧化池启动与运行由于UASB反应器的出水温度较高不宜直接进入接触氧化池在UASB反应器后设置一曝气调节池与厂内生活污水灌装车间洗瓶水混合稀释降温预曝气后进入接触氧化池以减轻好氧段的负荷种泥取自宁阳彩山酒厂活性污泥池好氧污泥自厌氧实验开始2个月后对好氧污泥进行驯化调试初期需将气浮污泥回流至生物接触氧化池提高池中MLSS浓度弥补填料挂膜欠缺而造成的生物量不足形成活性污泥和生物膜并存的系统UASB反应器出水稀释后经曝气调节池进入生物接触氧化池进水CODcr控制在1000mgL左右进水量开始控制在50m3d后逐渐增加以镜检和CODcr去除率达75以上作为增加进水量的依据每次增加进水量10m3在运行四周后镜检可以发现许多新生的菌胶团及豆形虫钟虫等生物接触氧化池填料上也附长有生物膜稳定运行两个月后生物膜逐渐成熟厚度约1mm左右生物接触氧化池出水自流入气浮池采用加压溶气气浮回流比30水力停留时间20min通过气浮去除生物接触氧化池脱落的生物膜调试期间由于污泥需回流至生化池气浮不加药其出水水质见表3表3生物接触氧化池及气浮工艺进出水水质变化Table3Variationofwaterqualityfrominfluentandeffluentincontactoxidationandairfloation项目CODcrmgLBOD5mgLSSmgLpH进水出水去除率1078157854514469185414183468725运行效果经山东省环保局和济宁市环保局监测站36小时监测其监测结果如表4所示由表4可知本系统出水各污染物去除率均达到设计要求表4连续3d出水监测数据Table4Themonitordataofeffluentduring3d项目CODcrmgLBOD5mgLSSmgLpH12345678159143146155158132139136515249475251544613713212812214113914213170727068707170736结果与讨论61针对薯干酒精废水较难处理的特点采用UASB反应器生物接触氧化池气浮工艺经治理工程实践证明不仅是可行的同时也为酒糟废水治理找到了一条新途径62UASB反应器设备简单运行方便不需填料建设成本低污泥量少易于管理并且CODcr容积负荷高可达到15KgCODcrm3d左右水力停留时间短池容小颗粒污泥浓度高处理效果好63调试运行过程中UASB反应器必须具有足够的厌氧颗粒污泥才能达到预期效果随着颗粒污泥的逐渐成熟污泥床厚度的增加抗冲击负荷增强进水pH45左右系统仍稳定运行64生物接触氧化池运行稳定不产生污泥膨胀但在调试期间和运行初期由于生物膜量不足需进行污泥回流才能保证出水水质稳定65本工程从启动运行至今已一年多设施运行良好UASB反应器污泥床增厚生化池挂膜成熟不需污泥回流参考文献1贺延龄废水的厌氧生物处理北京中国轻工业出版社19972于尔杰张杰等给排水工程快速设计手册北京中国建筑工业出版社19983国家环境保护局水和废水监测方法第三版北京中国环境科学出版社19974张自杰排水工程下册第四版北京中国建筑工业出版社20005张振家周伟丽林荣忱膨胀颗粒污泥床处理玉米酒精酒糟液的生产性试验环境科学200141141166郑强UASB反应器在啤酒废水处理中的应用上海环境科学2001115405427李耀上流式厌氧污泥床氧化沟法处理啤酒生产废水环境工程200145657注者为通讯作者第一作者简介樊新生男1956教授曾在国内外核心刊物上发表论文数十篇