上流式厌氧污泥反应器在石化高浓度废水预处理中的应用_凌文华

上流式厌氧污泥反应器在石化高浓度废水预处理中的应用凌文华肖炎初中石化集团公司巴陵分公司(湖南岳阳414007)摘要关键词石化高浓度生产废水的处理是国内外废水处理领域的一个难题。本文介绍采用上流式厌氧污泥反应器对高浓度石化废水进行预处理的新方法,包括高浓度己内酞胺废水预处理工艺设计、预处理工艺流程和调试运行结果等。卜流式厌氧污泥反应器高浓度废水预处理化工生产过程中,高浓度有机废水中的COD、BOD等含量高、毒害性大,如不加以处理会对环境带来严重的污染。传统的厌氧硝化装置作为有机废水的预处理手段,存在着效率低、投资大、停留时间长、给后续处理带来较大的投资且吨水处理综合成本高等缺点,难以做到稳定达标排放。70年代,Wa-geingnen农业大学的eLitgna等人研究开发了上流式厌氧污泥床(up一flowAnaerobieSludgeBed)反应器(简称UASB反应器)用于有机废水处理。这种方法利用微生物聚集、结块机能,使微生物聚集成颗粒,形成了具有良好性能的污泥颗粒,大大提高了污泥浓度(菌体浓度),因而提高了反应器的效率和负荷。UASB反应器的突出优点是:COD的去除率高,其负荷每天可达20kg·m一3、水力停留时间低于h4、占地面积小、能副产沼气、污泥沉降性能好、稳定且过剩量小,因而该反应器在世界上得到了重视和应用。但是,UASB反应器启动过程耗时长、对颗粒污泥的培养条件要求严格,因此尽管UASB技术历史较长,但多用于生活污水处理、部分高浓度有机废水废料的处理以及以农产品为原料工业的生产废水的处理。UABS技术在石油化工混合废水处理方面的应用才刚刚起步,有关报道甚少。A/0废水处理装置主要用于处理己内酞胺产品部和帘子布生产过程中产生的工业及生活污水,这些污水中含有多种有机物,其主要水型污染物为环己酮、环己烷、环己醇、苯、环己酮肪、有机酸、己内酞胺、氨氮等,另外,几股己内酞胺高浓度废水由于含有环己烷、己内酞胺、甲苯、硫酸盐等抑制性物质,同时具有污染物浓度高、酸性强的特点,成为难以处理的高浓度废水。现有的处理方法难以从根本上解决处理效果不稳定等问题,因此如何对其进行处理,在国内外都是一个技术难题。通过利用现有UASB技术的进展,对己内酞胺生产装置所排放的几股高浓度生产废水用UASB技术进行预处理,以降低对后续A/O处理系统的负荷冲击,为己内酞胺装置持续扩能改造创造了条件。1废水厌氧处理的微生物学与生物化学原理在废水的厌氧处理过程中,废水中的有机物经过大量微生物的共同作用,被转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。(1)水解阶段:高分子有机物因相对分子质量很大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。所以它们在第一阶段被细胞外酶分解为小分子,这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。(2)发酵(或酸化)阶段:在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化细菌)的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写为VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等等。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质。第一作者简介:凌文华男1967年生1991年武汉大学毕业工程师长期从事化工环保工作。Shanaha}C卜emiCal!ndustyr/滩昭璐rZ口毋DOI:10.16759/j.cnki.issn.1004-017x.2003.08.001(3)产乙酸阶段:上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。(的产甲烷阶段:乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。以上阶段里,还包含以下这些过程:(l)水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类的水解;(2)发酵(或酸化)阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化以及较高级的脂肪酸和醇类的厌氧氧化;(3)产乙酸阶段里有从中间产物形成的乙酸和氢气以及由氢气和二氧化碳形成的乙酸;(4)甲烷化阶段包括由乙酸形成的甲烷以及从氢气和二氧化碳形成的甲烷。除了以上过程外,当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解过程可以用图l来表述。起内部循环,附着在沼气上的污泥随沼气向反应器顶部上升,碰击到三相分离器气体反射板,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后,污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进人沉淀区。由于三相分离器的作用,使混合液中的污泥有沉淀分离和再絮凝的环境,有利于提高污泥的沉淀性能,并会有足够的污泥量来消化废水中可溶性有机物,有机负荷和去除效率都较高。厌氧出水从反应器上部集水槽排出,UABS反应器中产生的沼气从反应器顶部排出。UASB反应器见图2。_一粤黔珊煞鳃黝蒸瓤黝瓢黔蘸圈1厌氧降解过程