上流式厌氧污泥床_UASB_处理皂素废水的研究_单丽伟

第31卷增刊西北农林科技大学学报(自然科学版)Vol.31Suppl.2003年10月Jour.ofNorthwestSci-TechUniv.ofAgri.andFor.(Nat.Sci.Ed.)Oct.2003上流式厌氧污泥床(UASB)处理皂素废水的研究单丽伟,冯贵颖,朱丹,王正林(西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨陵712100)[摘要]采用上流式厌氧污泥床(UASB)进行了常温条件下皂素废水的处理研究。结果表明,UASB处理工艺以消化污泥为接种污泥,进水化学需氧量(COD)浓度为4000～6000mg/L,有机负荷为13～25kg/(m3·d),水力停留时间(HRT)为5～7h时,COD去除率可达到70%以上,同时最大产气率为0.34m3/kg,甲烷含量为60%左右,取得了较好的试验效果。[关键词]上流式厌氧污泥床;皂素废水;废水处理[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1671-9387(2003)S0-0109-04皂素是广泛存在于动植物体内的一种激素,是合成多种甾体激素类药物的重要原料。近年来,皂素生产发展迅速,但由于皂素生产过程中排放的废水中含有大量有机物、酸、无机盐等物质[1],其废水具有酸度高、有机物浓度高(COD高达几万)等特点,从而使得污水处理起来比较困难。目前有关皂素废水处理的报道很少,因此,迫切需要找到一种高效、低费用、低能耗的皂素废水处理工艺[2]。上流式厌氧污泥床(UASB)作为一种高效厌氧处理技术,近年来得到了广泛的应用[3]。反应器中可以形成沉淀性能非常好的颗粒污泥,能够允许较大的上流速度和很高的容积负荷,适宜高浓度有机废水的处理,因而本试验采用UASB技术进行皂素废水生化处理的可行性研究。1材料与方法1.1试验装置UASB反应器用有机玻璃制成,内径9cm,总高度100cm,总容积6.36L,有效容积5.7L,内设三相分离器,下部为污泥悬浮层和污泥床,沿反应器不同高度设有5个取样口。皂素废水由配水池进入反应器,所产沼气经三相分离器进入水封瓶,最后由湿式气体流量计计量产气量。试验装置见图1。图1试验装置Fig.1Testerchart[收稿日期]2003-07-10[作者简介]单丽伟(1976-),女,陕西渭南人,助教,在读硕士,主要从事废水生物处理研究。DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2003.s1.0301.2试验用水试验用废水采用杨凌植化工程中心皂素生产所产废水加水稀释而成,为了确保反应器的稳定运行,进水以尿素和磷酸二氢钾作为氮源和磷源补充营养,添加比例为mCOD∶mN∶mP=200∶5∶1,同时用石灰调节进水的pH值。皂素废水水质见表1。表1皂素废水水质Table1Waterqualityofsaponinwastewater化学耗氧量(CODcr)/(mg·L-1)BOD5/CODpH悬浮固体(SS)/(mg·L-1)5600～130000.57～0.61.0～1.57137～1501.3接种污泥接种污泥取自污水处理厂消化污泥,接种量为18.2g/L。1.4分析项目及方法[4]CODcr用标准测定法测定;生化需氧量(BOD5)用稀释接种法测定;悬浮固体(SS)和挥发性悬浮物(VSS)用重量法测定;pH值用pHS-25型pH计测定。1.5厌氧污泥的培养由于接种污泥取自污水处理厂的消化污泥,接种后水质及环境条件均发生较大变化,反应器启动运行初期进水为模拟废水(mCOD∶mN∶mP=200∶5∶1,再添加适量的微量元素),进水不添加皂素废水,以恢复接种污泥的活性。最初采用间歇进水,5d后,发现有气体产生,改用连续进水,部分污泥随出水流出。2周后,絮状污泥不再上浮,颜色由黑色逐渐变成黑灰色。经过1个月的培养,进水COD浓度由350mg/L增加到1800mg/L,去除率达到80%左右,污泥已有较好的活性和产气量,达到了稳定运行状态。2结果与讨论2.1反应器的连续运行状况厌氧污泥经过人工培养稳定后,开始在模拟废水中逐渐添加皂素废水,直到第20天(从开始添加皂素废水算起)进水完全为皂素废水。在此阶段,进水COD保持在1600mg/L,去除率在80%左右。运行到第35天,保持水力停留时间(HRT)为5h,逐渐增大进水COD至4000mg/L,到第85天,系统进入稳定运行阶段。在此期间,进水COD浓度为4000～6000mg/L,容积负荷为13～25kg/(m3·d),COD去除率为70%,最大产气率为0.34m3/kg,甲烷含量为60%左右。试验期间反应器的运行情况见图2。图2进出水COD及去除率变化情况-●-.进水COD;…○….出水COD;--.去除率Fig.2VarietyofCODin,CODoutandremovedefficiencyduring