氨基酸发酵废水的厌氧生物处理研究_亓平言

给水排水Vol.24No.8199837试样预处理方法表1曲线号预处理1原液(pH=6)+营养液2原液(pH=6)的上清液+营养液3原液调pH=1再回调pH=6+营养液4原液调pH=1再回调pH=6的上清液+营养液5葡萄糖营养液氨基酸发酵废水的厌氧生物处理研究亓平言祝万鹏叶伟杨志华[提要]本文研究了异亮氨基酸生产中发酵废水的厌氧生物处理。在静态试验的基础上用上流式厌氧污泥床反应器(UASB)进行了动态试验研究,试验结果表明了该发酵废水厌氧生物处理的可行性,COD去除率>80%。其工艺条件为:温度35±1℃,停留时间10h,最大有机负荷8kgCOD/(m3·d),沼气产生率6.3L/kgCOD。[关键词]氨基酸废水厌氧生物降解上流式厌氧污泥床反应器图1静态试验装置氨基酸生产中,大量发酵废液从工厂排出,造成对环境的严重污染。这类发酵废液的COD浓度很高,一般在几万mg/L以上,虽经厂内各种废水的稀释,混合废水的COD浓度也在近万mg/L左右。对这种高浓度有机工业废水的处理,是当前急待解决的一个重要课题。本文针对张家港异亮氨基酸生产发酵废液的厌氧生物处理进行了研究。试验是以北京微生物研究所提供的实际异亮氨基酸发酵液进行研究的。首先进行了静态试验,研究其可生化性的条件,在此基础上进行了动态试验研究。UASB反应器处理高浓度有机工业废水已开发多年,国内也有工厂在运行,应该说是可行的,但由于氨基酸发酵液的特殊条件,特别是盐分与其它物质含量如氯离子等对厌氧过程会有影响,因而有必要进行研究,以确定工业应用的可能性及工艺条件,以进行工业设计。一、静态试验静态试验装置如图1。原发酵液COD达3万mg/L以上,稀释10倍作为原液,以模拟工厂混合废水,然后再加葡萄糖营养液稀释,以驯化污泥并逐渐增加废水浓度。同时为研究不同条件对厌氧发酵的影响,进行了4种不同水质条件的试验(见表1),并用纯葡萄糖营养液做对照。试验测定了产气率随时间的变化曲线,如图2(a,b)所示。可以看到:①该发酵液是可生化的;②随废水浓度提高,驯化时间越来越长,越来越困难。其中曲线3、4是模拟工厂实际工艺过程再进行处理,由于反复调节pH值,增加了废水中的盐分。从图2还可看到,在低浓度时(见图2a),4种条件的废水厌氧生物处理的产气率变化不大。但高浓度时(见图2b),即纯发酵液厌氧处理时,由于工艺过程中回调pH值造成的废液中盐DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.1998.08.011给水排水Vol.24No.8199838废水组成(单位:g/L)表3种类名称进水实际分析含量Cl-0.857SO2-40.795PO3-40.097NH3-N1.26K+0.233Na+-图2a发酵液5mL+营养液5mL静态产气曲线图2b发酵液20mL静态产气曲线和氯离子浓度增加而增加了厌氧处理的难度。而条件2的上清液也由于营养物的减少而产气率不高。两组试验的初始COD浓度和COD去除率见表2。二、动态试验流程装置与水样性质在静态试验基础上进行了厌氧发酵处理的动态试验。试验装置如图3。上流式厌氧污泥床反应器(UASB)总高1610mm,总有效容积为11L;反应区内径80mm,容积5.5L;沉降区内径210mm,容积为5.5L。在沉降区有气、液、固三相分离器。废水经预处理后用计量泵加压,经恒温水浴加热后送入UASB反应器。穿过污泥床层产生沼气,气液固三相并流上升,经沉降区的集气罩进入三相分离器,首先气体与液、固体分离,气体上升到集气室,液固相向四周运动并因固体颗粒沉降而分离,固体返回床层,液体及少量细颗粒固体流出反应器。试验用北京市北小河市政污水处理厂二级消化池的污泥接种,经启动、污泥驯化,颗粒污泥形成及试验运行,共计100多d。反应温度35±1℃,流量1.1L/h。为使试验尽可能接近实际工厂运转体系,对废水成分进行了适当调整。进水废水组成见表3。三、试验结果与讨论污泥接种后,经20d启动期和20d低浓驯化期,进入负荷运行增长期。在正常运行之后,又进行了加盐驯化,全部动态运行参数曲线见图4。①对试验数据进行处理得到图5关系曲线,可以看到,随有机负荷增加,产气量也相应增加,图3动态试验流程和装置初始COD浓度和COD去除率表2图2a试验图2b试验试验序号1234512345安始COD(mg/L)101384492465251619761670192017301872COD去除率(%)75.769.964.962.610058.535.726.64.491.7给水排水Vol.24No.8199839图4动态运行参数变化曲线图5进水COD负荷与产气量关系曲线图6进水COD负荷与进水碱度关系曲线参考文献[1]申立贤,《高浓度有机废水厌氧处理技术》,北京,中国环境科学出版社,1991。[2]许保玖,