UASB工艺常温处理木薯加工废水_郑平

收稿日期:2001-10-09文章编号:0254-0096(2002)06-0774-04UASB工艺常温处理木薯加工废水郑平1,胡宝兰1,DeffuSoufoHerveJoe2(1.浙江大学环境工程系,杭州310029;2.雅温得第一大学,喀麦隆雅温得0738)摘要:为了控制喀麦隆木薯加工废水的污染并回收沼气,选用上流式厌氧污泥床反应器(UASB),进行了常温厌氧处理木薯加工废水的试验。结果表明:采用UASB工艺处理COD浓度为14190mg/L的木薯加工废水,COD去除率可达90%以上,容积COD负荷达6.81g/L·d,容积沼气产率3.20L/L·d。在实用中,进水COD浓度宜控制在14000mg/L左右;容积COD负荷宜控制在7.00g/L·d左右;水力停留时间宜控制在2d。关键词:木薯加工废水;厌氧处理;UASB反应器中图分类号:TK6文献标识码:A木薯广泛种植于非洲和亚洲国家,全球年产量约为1.2～1.3亿吨[1]。木薯是喀麦隆的主要粮食作物,种植面积约11.5万公顷,年产量约140万吨[1]。由于新鲜木薯极易腐烂,通常将其加工成木薯淀粉。在木薯淀粉的加工过程中,排出大量高浓度有机废水,对当地环境的污染十分严重。喀麦隆能源(特别是商品能源)短缺,因此在解决环境污染问题时,必须兼顾节能。与好氧处理工艺相比,厌氧处理具有动力能耗省,剩余污泥产量低和可回收沼气的优势[2,3],是治理木薯加工废水的首选方法。本文报告上流式污泥床(UASB)工艺常温处理木薯加工废水的研究。1材料与方法1.1接种污泥接种污泥取自喀麦隆雅温得第一大学污水处理厂的二沉池,好氧活性污泥经纱布过滤后用作实验室UASB反应器的接种物。表1木薯加工废水的部分理化性质Table1Somephysicalandchemicalpropertiesofcassava-processingwastewater项目指标项目指标COD/g·L-119.50～28.00TS/mg·L-1485～512BOD5/g·L-18.78～15.40VS/mg·L-1412～457TKN/mg·L-154.40～63.90氰化物/mg·L-10.10～0.14TP/mg·L-19.80～12.10pH3.18～4.121.2木薯加工废水水样取自喀麦隆农家木薯加工作坊,废水的部分理化性质见表1。1.3试验装置与条件供试上流式UASB反应器选用有机玻璃加工而成。总容积15.87L,其中液相容积15.01L,气相容积0.86L。反应器高度为1.21m,内径0.13m。反应器顶部安装三相分离器。纵向均匀设置五个取样口。UASB反应器系统与流程如图1所示。进水用泵打入反应器底部,沿污泥床上流,处理水经三相分离器外溢。产生的沼气先经气体流量计计量,再收集于气柜中。反应温度为当地自然温度。图1UASB反应器装置与流程Fig.1UASBreactoranditsflowdiagram1.4分析项目与方法1)化学需氧量(COD):重铬酸钾氧化法[4];2)生化需氧量(BOD5):稀释接种法[4];3)总固体(TS)和挥发性固体(VS):标准法[4];4)凯氏氮(TKN):蒸馏滴定法[4];5)总磷(TP):钼蓝比色法[4];6)产气量:BSD-0.5湿式气体流量计测量;7)气体成份:102-G型气相色谱仪,载气氮气,担体GDX-103[5];8)挥发性脂肪酸(VFA):比色法[5];第23卷第6期2002年12月太阳能学报ACTAENERGIAESOLARISSINICAVol.23,No.6Dec.,20029)氰化物:吡啶-巴比妥光度法[4];10)pH值:pHS-2型酸度计测定。2结果与讨论图2木薯浸泡过程中COD和氰化物浓度的变化Fig.2ThechangesofCODandcyanideconcentrationduringfreshcassavasoaking图3木薯浸泡过程中pH和VFA浓度的变化Fig.3ThechangesofpHandVFAconcentrationduringfreshcassavasoaking2.1木薯加工废水浓度的波动喀麦隆农家作坊加工木薯淀粉的工序为:木薯去皮※切块※浸泡※手工加工※晒干。在木薯浸泡前,需加一定量的净水(木薯与水的体积之比约为1∶1)。待木薯块泡软后(约需3～6d),人工取出淀粉,倾去浸泡液(即木薯加工废水)。在整个浸泡过程中,废水水质的变化很大,前3d浸泡液的COD浓度几乎呈线性增加;3d后增幅下降,但仍继续升高(图2)。伴随COD浓度的上升,VFA浓度也不断提高;pH则从初始的6.8降到3.10(图3)。值得注意的是,木薯含有一定量的生氰糖苷,在浸泡过程中被水解而释放出氰化物。浸泡第一天的释放量较少,第二天急剧增加,到第三天基本稳