木薯柠檬酸废水的厌氧处理工程_郭永福

木薯柠檬酸废水的厌氧处理工程郭永福郭维华马三剑(苏州科技学院环境科学与工程系,江苏215011)摘要以木薯作为主要原料的江苏某柠檬酸厂,其废水处理系统将原有的发酵罐改造成UASB后,运行结果表明:UASB进水水温在38～42℃,出水CODCr保持在1000mgL以下,处理效率保持在95%左右,CODCr有机负荷达到了9kgm3·d,污泥实现颗粒化,在工程实践中取得的经验和数据,对设计或操作UASB反应器,有借鉴意义。关键词木薯柠檬酸厌氧反应器UASB废水处理1木薯柠檬酸生产及其废水特点柠檬酸生产过程中排放的生产废水,可简单划分为高浓度废水和低浓度废水,高浓度废水主要为发酵滤液经沉淀提取柠檬酸钙后的浓废糖水,主要含有蛋白质、脂肪类、单糖、多糖、有机酸等有机物,低浓度废水主要包括洗糖水、过滤水等。这些废水的可生化性好,含有丰富的N、P等元素,以及少量的柠檬酸钙及菌体,基本不含抑制微生物生长的物质。对以木薯为主要原料的江苏某柠檬酸厂在生产过程中产生的废水,采用以厌氧反应器UASB为主的处理设施,进行了勘察设计及调试过程,在工程实践中取得了一定的经验和数据。2设计资料江苏某柠檬酸厂,采用以木薯为主要原料生产柠檬酸,年生产能力可达1万t柠檬酸。该厂原废水处理系统于1981年设计,1983年投入使用。共建有16个单体,占地4700m2。厌氧采用2只内径8m、容积为1000m3的纺锤型全混式封闭型厌氧发酵罐处理浓糖水。好氧采用蜂窝填料载体,穿孔管布气的500m3折流接触氧化池2座,出水经气浮池加药处理后排放。1991年增加300m3UASB4只,另设有消化前后废液池2座,气柜及脱硫塔各1座。由于发酵罐水力停留时间较长,CODCr去除效率低,实际运行中CODCr有机负荷低,一般在2～3kgm3·d,而且出水中含泥量多,且不容易去除。因此随着生产产量的增长以及废水水量水质的变化,这种发酵罐系统已远不能适应该厂现在的需求。该厂废水的水量水质见表1。3设计概况由于柠檬酸废水可生化性强,特别适合厌氧处表1木薯柠檬酸生产废水的水量水质水量m3·d-1CODCrmg·L-1SSmg·L-1总氮mg·L-1pH水温℃100016000～18000600～800100～12060～705.0～6.0理,因此厌氧系统采用将原有的2只1000m3封闭式发酵罐去掉顶盖,并用8mm钢板加高后在上部增设三相分离器,出水采用三角出水堰,内壁防腐采用189聚酯树脂,沼气收集后通过水封和脱硫塔后进入气柜,改造成中温消化上流式厌氧污泥床反应器UASB,其出水流经新增设的曝气沉淀池,原有的接触氧化池改用射流曝气改善其曝气系统,并附以立体弹性填料和斜管填料,原消化前后废液池分别改造成调节池和二沉池,气浮池暂未作改动,处理流程见图1。图1工艺流程示意图泥路;———水路;------气路一级UASB(1000m3)分为南北2座,并联运行,其厌氧污泥,一部分采用原发酵罐及二级UASB(300m3)中的厌氧污泥,一部分来自市开发区污水处理厂的絮状消化污泥,污泥沉降性能一般,二级UASB目前只作为一级UASB出水的沉淀池,其CODCr去除效率暂不作考虑,今后如该厂的生产规模进一步扩大后,加入厌氧污泥后可作为二级UASB系统,好氧污泥通过间歇进水闷曝培养而得。由于柠檬酸废水中含有丰富的N、P等营养元素,可以满足生化处理中微生物生长的需要,所以调24环境工程2004年6月第22卷第3期DOI:10.13205/j.hjgc.2004.03.008试阶段没有加入任何营养元素,又由于该废水pH值较低,在5.0～6.0,调试初期阶段曾投加少量的纯碱,以调节进入UASB反应器中的pH值,提高负荷阶段及今后正常运行阶段不需加碱调节。另外,UASB的进水,采用横流玻璃钢冷却塔降温至38～42℃。4调试运行结果及讨论4.1有机物去除率及结果分析改造工程竣工验收后即开始进行系统的启动。首先对UASB进行厌氧污泥接种,同时对曝气沉淀池开始间歇进水闷曝培养活性污泥,大约1个月后,即进入调试阶段。对于厌氧系统的调试,以一级UASB(1000m3)为例,可以分为3个阶段,首先是污染接种并培养驯化阶段,在此阶段,调试进水CODCr浓度保持在1000mgL以下,采用累计孔板流量计监测,连续进水,UASB停留时间很长。此段时间没有监测出水CODCr的变化情况,只是观察UASB出水中含泥情况,以及UASB池内温度变化情况,如果泥量不多,流量就缓慢增加,直到最后全流量进水,但始终保持出水含泥量在一定范围内。此段时间属于厌氧污泥复苏阶段,历时2个月左右。此后开始监测进水CODCr浓度。从一开始的1000mgL,逐渐上升到5000mgL,见图2。这段时间内,除继续监测CODCr浓度外,对产气情况、水面变化情况也进行观测。出水中含泥