UASB反应器处理木薯淀粉废水影响因素分析_王汉林

UASB反应器处理木薯淀粉废水影响因素分析*王汉林,刘康怀,郑玉(桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林541004)摘要采用UASB(上流式厌氧污泥床)处理木薯淀粉废水,对影响UASB反应器处理木薯淀粉废水的因素进行了分析。结果如下:随着上升流速的增加,UASB反应器COD去除率升高;水力停留时间为13.8h时,运行效果最好;进水容积负荷COD在9～14kg/(m3·d)时,COD去除率最好,稳定在73%左右;系统初期需要投加生石灰使废水不易酸化,系统后期可以通过自我调节实现酸碱度之间的平衡,达到最佳pH状况;废水本身含有的营养元素能够满足厌氧细菌的需求,非常适合厌氧生化处理。关键词UASB(上流式厌氧污泥床)木薯淀粉废水影响因素0引言广西地处中国西南部,气候湿热多雨,很适合木薯的生长,因此广西是我国木薯生产的大省。木薯淀粉废水有机物浓度高,日排放量很大,总的生产周期很短(3～4个月),导致淀粉生产废水长期得不到治理。而且该类废水水质复杂,处理难度大。我们采用了高效厌氧生物反应器——UASB(上流式厌氧污泥床)反应器来处理木薯淀粉废水取得了很好的效果,为了更好地为实际工程操作提供有效的数据,特对影响UASB反应器处理木薯淀粉废水效果的因素进行分析。1原水水质本次试验采用广西南宁明阳淀粉厂沉淀池废水作为原水,试验期间废水水质如表1所示:2试验装置和结果2.1试验装置本试验采用UASB反应器作为处理木薯淀粉废水的装置。UASB反应器采用有机玻璃制成,外面是保温层,保持温度在38℃左右,反应区高0.97m,内径100mm,截面积为0.00785m2,体积为7.615L,三相分离区高0.16m,内径160mm,体积为3.125L,放缩段高0.03m,体积为0.668L,整个反应器的有效总体积是11.5L。装置如图1所示:2.2试验结果UASB反应器通过污泥驯化阶段,负荷提高阶段然后会达到一个稳定运行的阶段。在稳定运行阶段,UASB的COD去除*广西科学研究与技术开发计划资助项目,编号:桂科攻0330011-1;科学技术部西部专项资助项目,编号:2003BA901A07。收稿日期:2005-10-27;2005-12-02修回作者简介:王汉林,男,1980年生,硕士研究生,研究方向:环境工程。·13·2006年第3期贵州环保科技Vol.12No.3表1试验用水水质COD/(mg/L)SS/(mg/L)NH4-N/(mg/L)总磷/(mg/L)CN-/(mg/L)pHSO42-/(mg/L)最大值最小值平均值88964325661188749168935.129.732.47.8631.872.254.254.154.289.9图1UASB装置率达到81%,容积负荷升到COD为10.26kg/(m3·d),COD去除率快速升高,一直维持在73%～81%,变化不大,运行比较稳定。图2所示为UASB稳定运行期进、出水COD变化,从中可看出在反应器处于稳定运行阶段,出水COD都保持在2300mg/L以下,这为后续处理顺利进行创造了很好的条件。3影响UASB反应器处理效果的因素分析废水的厌氧处理受到许多因素的影响,这些因素可以分为设计操作因素与环境因素两大类。前者包括反应器的设计、进水流量、进水浓度及负荷、上升流速、水力停留时间等,后者包括环境温度、pH值、营养、氧化还原电位等。3.1进水流量、上升流速及水力停留时间在反应器形式一定的前提下,进水流量决定了上升流速和水力停留时间的变化,因此对一个实际运行的反应器而言,这三者是密不可分的,所以在这里将这三点结合起来图2稳定运行期UASB的进、出水COD变化一起讨论。进水流量是实际的操作因素,但从反应动力学的角度实际上起作用的是上升流速与水力停留时间,这两点才是更直接的影响因素。为了更好地看出上升流速与水力停留时间对COD去除效果的影响,将相同的上升流速和水力停留时间的去除·14·2006年第3期贵州环保科技Vol.12No.3率求了平均值,以期排除其他因素的影响。从图3可以看出,随着上升流速的增加,加大了反应器内的泥水混合强度,对于UASB反应器来说,上升水流起到了反应器内绝大部分的搅拌作用,因此上升流速的提高,加快了废水中有机物向污泥的传质速率,从而COD去除率有所增加,但由于本次试验没有实现出水回流的运行方式,因此上升流速的加大是以水力停留时间的减少为代价的,因此从整个试验数据看,仅仅是去除率略有提升而已。图3上升流速对COD去除率的影响3.2进水COD的影响图4示出,随着进水COD浓度的升高,去除率会上升。这是因为随着进水浓度的增加,会相应增加反应器内基质的浓度,这样就必然会使废水向污泥的传质推动力加大,提高传质效率,因此去除率就相应上升。当进水COD上升到8000mg/L时,COD去除率达到