低温UASB处理食品加工废水出水高挥发酸的控制研究_王阳

第36卷第4期辽宁化工Vo.l36,No.42007年4月LiaoningChemicalIndustryApril,2007工业水处理低温UASB处理食品加工废水出水高挥发酸的控制研究王阳(辽宁省环境科学研究院,辽宁沈阳110031)摘要:试验探讨了低温下降低UASB处理食品加工废水出水挥发酸(VFA)的控制方法,为工程应用提供可靠的参数。试验中分别考察了碱度、微量金属元素、回流比对出水挥发酸的影响。结果表明:碱度的最佳投加量为2530mg/L;微量金属元素以ZnCl2浓度计投量为3mg/L时,对颗粒污泥有明显的激活作用;最佳回流比为100%。采用投加碱度、微量金属元素,回流等措施能有效的解决低温厌氧工艺出水VFA高的问题。关键词:UASB;厌氧工艺;食品加工废水;挥发酸控制中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:10040935(2007)04024003在我国的北方地区,分布着许多食品加工企业,其加工废水CODcr大多在4000～5000mg/L,任意排放会造成环境污染和生态破坏。由于其中大多数废水温度较低,使废水温度升高会消耗太多的能量,加热废水是不经济的,因此低温厌氧工艺体现出其自身的优越性。图1试验装置挥发性脂肪酸(VFA)是反映UASB运行状况的一个重要指标,它直接反映了厌氧反应器内部挥发酸的积累状况。VFA值突然变大说明反应器内的产酸-产甲烷代谢平衡被破坏,有机酸开始积累,VFA比pH值更能“及时”的反映反应器内部的酸碱变化。引起出水中VFA高的原因很复杂,各种原因引起的症状常常相似,可能是某一种因素制约了反应器的正常运行,也可能是多种因素综合作用的结果。主要影响因素有温度、有机负荷、微量元素、碱度等,也可能是毒性损害了代谢能力、水力短流、缺乏氮磷营养元素等引起的。由于本试验没有控制温度的措施,所以研究了其他几项控制措施,使出水挥发酸得到有效的控制。1试验装置与方法1.1试验装置试验装置如图1所示,材料为有机玻璃,反应器内径90mm,总高度1.95m,其中三相分离器部分高度为0.4m,悬浮层及污泥床区总高度为1.55m,反应器总有效容积为12.2L。废水经计量泵由反应器底部进入,在顶部溢流出水。反应区留有7个取样口,用来观测污泥浓度、性质。产生的气体经水封瓶由湿式气体流量计计量气量。收稿日期:2007-01-11作者简介:王阳(1968-),女,副高,硕士在读。1.2试验原水试验用水采用辽宁省某食品加工集团加工废水,水质情况如表1。表1辽宁省某食品加工集团加工废水水质项目水温/℃COD/(mgL-1)BOD/(mgL-1)pH值SS/(mgL-1)碱度/(mgL-1)范围8～124000～50002300～40006～8.5100～600300～700平均值9420028006.53004501.3分析项目COD测定采用HH-5型化学耗氧测定仪;pH采用TPX-90ipH计;碱度采用溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法,结果以CaCO3mg/L计;挥发性脂肪酸(VFA)采用蒸馏法;悬浮固体(SS)和挥发性悬浮固体(VSS)采用标准质量法;气体产量采用湿式气体流量计计量。2试验结果与分析2.1VFA积累的出现2005年4月25日接种厌氧消化污泥,经过六个月的培养UASB反应器完成污泥颗粒化,稳定运行的平均去除率86%。进入冬季进水温度降低至10℃左右,反应器进入低温运行阶段。这一阶段开始的前15天没有采取任何措施,反应器内部VFA浓度高于800mgL-1,且有恶化的趋势,最高达到1800mgL-1,此时出水呈乳白色,出水COD高达2500mgL-1,去除率只有40%左右。这阶段出水VFA的变化过程见图2。图2低温运行初期出水VFA变化过程2.2碱度的影响考察碱度对试验的影响,每个碱度值先稳定3天,以后每天测碱度、COD、VFA等,每个碱度测7组数据,求平均值。本试验通过投加碳酸氢钠增加碱度,碱度的作用主要是在H2高浓度区控制pH的下降,进水补充的碱度最终在出水中排掉了,因此从进水到出水总的效果是系统中耗掉相当小的一部分净碱度。由图3可知,随着碱度的不断提高,VFA逐渐降低。在投加碱度为3500mg/L时,VFA下降为726mg/L,与2530mg/L的碱度投加量相比,降幅趋于平缓,此时认为其它的影响因素制约了VFA的分解。图3碱度与VFA的关系2.3微量金属元素的影响在厌氧反应中,产甲烷菌将乙酸及乙酸根产生甲烷的过程是反应的限速步骤,所以产甲烷过程是关键,因此微量元素的添加应以甲烷菌生理需求量为基础。本试验中投加的微量元素为按照比例配置好的母液详见表2。表2微量元素母液配表(mg/L)ZnCl2H3BO3(NH4)Mo7O244H2OCoCl26H2OAlCl3NiCl2CuCl2MnSO4H2O50050050