糖蜜酒精废液厌氧生物处理研究进展_成官文

糖蜜酒精废液厌氧生物处理研究进展成官文1,章非娟2,穆军2,黄翔峰2,吴志超2(1.桂林工学院资源与环境工程系,桂林541102;2.同济大学环境科学与工程学院,上海200092)摘要:综述了国内外糖蜜酒精废液厌氧生物处理的现状和综合利用的进展。关键词:糖蜜酒精废液;厌氧生物处理;综合利用中图分类号:X797文献标识码:A文章编号:1003-6504(2003)01-0050-04糖蜜酒精废液是利用糖蜜发酵蒸馏酒精后排放的废液,COD一般6～12万mg/L、BOD54～6万mg/L、SO42-一般5000～8000mg/L、TN6000mg/L左右、色度2000～5000倍、pH3.5～4.5,为含高硫、高氮的酸性高浓度有机废水。目前,国内外糖蜜酒精废液治理的方法较多,有灌溉法、氧化塘法、浓缩法、生产酵母蛋白、好氧法、厌氧法、厌氧-好氧法、化学絮凝法等,其中研究与应用较多的是厌氧生物处理和厌氧-好氧生物处理。1厌氧生物处理理论研究1.1厌氧生物处理微生物生理生态学研究水解酸化过程是有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物的过程。酸化末端产物组成取决于厌氧降解的条件、底物种类、微生物种群来源及驯化条件等。以糖蜜废水作底物进行产氢-产酸发酵试验研究表明:控制生物发酵类型的主要因素是NADH/NAD+平衡和发酵产物酸性末端数量。当pH>6时为丁酸型发酵,pH=5～6时为丙酸型发酵,pH<5时为乙醇型发酵[1]。UASB+PSB二级反应槽处理甜菜糖蜜酒精废液发现:进水COD>51110mg/L时,酸化过程的耗酸反应被完全抑制,产生大量的VFA,对产酸菌有抑制作用。当容积负荷在51.4kgCOD/(m3·d)时,挥发酸以乙酸、丙酸、丁酸为主,另产生11%的乙醇[2]。张仁江[3]对水解酸化反应在不同时段分别呈乙酸型和丁酸型发酵,情况较为复杂。乙酸型发酵能维持细胞内的NADH/NAD+的动态平衡,避免丙酸积累。1.2糖蜜酒精废液厌氧处理的硫酸盐解抑研究糖蜜酒精废液厌氧处理过程中SO42-易还原成H2S,从而对厌氧消化产生抑制作用。符征鸽等[4]利作者简介:成官文(1962-),男,同济大学在读博士研究生,桂林工学院资源与环境工程系副教授,水污染控制方向.用铁法预处理糖蜜酒精废液,克服了高浓度SO42-还原产生H2S对发酵菌的毒害作用。顾蕴璇等[5]发现FeCl2、FePO4、Fe2O3、Fe3O44种化合物对硫酸盐的抑制有较好的解除作用。Frostell[6]在厌氧流化床反应器中投加1.0mg/L的FeCl2·4H2O,减轻了H2S对运行的不利影响。Espinosa[7]在UASB反应器中添加微量元素Fe、Ni、Co、Mo,促进挥发性脂肪酸的降解,当COD负荷为17.4Kg/(m3·d)时,COD去除率从44%提高到58%。1.3其他研究Thavesvi[8]通过震动-闪光研究UASB的污泥产率,当进水COD∶N=100∶2.5～3.0时,污泥产率较高。Gonzalez[9]UASB小试研究发现污泥颗粒直径随有机负荷的增加而增加。R.Borja[10]流化床反应器研究表明:生物负荷与糖蜜酒精废水中的污染物降解之间的关系符合Monod方程。2厌氧生物处理技术研究2.1单相厌氧单相厌氧工艺是指酸化、硫酸盐还原和产甲烷3个阶段在一个反应器中同步完成的厌氧处理方式。它投资省,但系统承受硫化氢的能力有限,仅适于COD/SO42-较高的情况。2.1.1生物厌氧滤池厌氧滤池(AnaerobicFilter,简称AF)是采用填料作为微生物载体的一种高速厌氧装置,废水向上(或向下)通过生物载体,并于装置顶部收集厌氧发酵气体。Bories[11]采用降流式厌氧生物滤池,OLR为14.2～20.4kg/(m3·d),产气6.5～8.8m3/(m3·d),COD去除率60%～73%,BOD5去除率85%～97%。Seth[12]用类似颗粒活性炭GAC材料作生长介质,当OLR22kgCOD/(m3·d)时,COD去除率71.8%,产气量0.45m3/kgCOD。CarondoM.J.T.糖厂[13]采用AF·50·环境科学与技术第26卷第1期2003年1月DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2003.01.022法处理糖蜜酒精废液,容积负荷8～10kgCOD/(m3·d),COD去除率64.8%～67.4%,产气率4.4～4.8m3/(m3·d)。R.Braun与S.Huss糖厂[16]采用厌氧滤池处理糖蜜酒精废液,容积负荷30kgVSS/(m3·d),COD去除率47%,产气率13m3/(m3·d)。2.1.2上流式厌氧污泥床反应器上流式厌氧污泥床反应器(UpflowAnaerobicSludgeBlanket,简称UASB)是一种污(