酒精废液高温厌氧消化装置比较试验研究_胡启春

图1三种厌氧消化试验装置示意图酒精废液高温厌氧消化装置比较试验研究胡启春温世鼎颜秀琴(农业部沼气科学研究所成都610041)摘要:本文报道了用UASB/ITS、UBF和UASB三种厌氧装置进行实验室规模玉米酒精废液高温厌氧消化比较试验的研究结果。结果表明:三种装置都具有良好的高温厌氧消化处理酒精废液的能力,当有机负荷为10gCOD/(L·d)时,它们的COD去除率可以达到90%,此时的装置产气率为6L/(L·d)。综合比较试验结果,UASB/ITS试验装置的运行稳定性最好。关键词:酒精废液厌氧消化UASB/ITSUBFUASB1前言我国酒精厂众多,全国每年约有数千万吨酒精废液排放。该类废水是我国一大类污染严重的高浓度有机废水,其中的有机物既是污染源,又是可以利用的资源。应用厌氧消化技术处理酒精废水是一项有效的方法,可以满足治理污染和开发能源双重目的。80年代,我国酒精厂建设了一批采用全混合型厌氧发酵工艺的沼气工程,这些装置具有技术操作容易和运行稳定等优点,但存在着消化效率低、装置容积大、去除率低的问题。进入90年代,UASB,UBF等先进的厌氧消化工艺已应用于生产性工程中,其处理效率大大提高,造价也较低,但装置设计技术要求较高。UASB/ITS即斜板(管)上流式厌氧污泥床是一种类似于UASB的装置,主要特点是以成组的斜板或斜管代替UASB装置中的三相分离器。该工艺在国外已开展了一定程度的研究工作,国内尚未见关于应用UASB/ITS工艺处理高浓度有机废水的报道。本研究的目的是通过试验研究比较几种先进的厌氧消化工艺,筛选出运行稳定、结构简单、造价比较低廉、适用于处理酒精废水的厌氧消化工艺和装置。2材料和方法2.1试验装置三套实验装置,即UASB/ITS、UBF和UASB反应器,主要用PVC板材和管材制成,有效容积同为25L,总容积26.54L;柱高和内径相同,分别为150cm,15cm。如图1所示,分别在UASB/ITS,UBF和UASB反应器柱的上部设置斜板、填料和三相分离器。UBF用的软填料为涤纶纤维;三相分离3中国沼气ChinaBiogas1998,16(4)器和斜板用有机玻璃板制成。实验废水由高位水槽进入厌氧装置,底部进水上流,消化后溢流而出。实验装置安置于控温室内,消化温度为52～55℃。2.2试验废水玉米酒精废液取自四川省彭山县大佛酒厂玉米酒精废醪沉淀池的上清液,使用时其COD浓度范围是:16.6～28.9g/L。2.3试验方法2.3.1接种物取自我所薯干酒精废液高温厌氧消化污泥,以等量分别接种入三套厌氧消化装置内。2.3.2分析方法按《沼气发酵常规分析方法》进行。3试验结果高温厌氧消化装置比较试验历时20个月,分为五个试验阶段。第一阶段:1992年11月～1993年3月,为启动前期,此阶段主要是驯化和富集污泥,将玉米酒精废液稀释二倍后作为厌氧进水,COD负荷控制在1gCOD/(L·d)以内。数月后待厌氧出水水质稳定,基本无淘泥现象而开始下一阶段。第二阶段:1993年4月～1993年6月为启动后期,此阶段装置日进水量从1L提高到9L左右,将有机负荷从1gCOD/(L·d)以下提高至10gCOD/(L·d)而进入稳定运行期。第三阶段:1993年7月～1993年12月,此阶段将有机负荷控制在10gCOD/(L·d)左右的范围,主要是试验各厌氧消化装置的运行稳定性。第四阶段:1994年2月～1994年3月,为重新启动阶段。第三阶段试验结束后,因经常停电等原因,试验暂停一月,于1994年2月实验装置重新启动,经2个月运行各厌氧装置有机负荷分别达到7～10gCOD/(L·d)范围。第五阶段:1994年4月～1994年7月,此阶段运行4个月,为第二次稳定运行期。UASB/ITS实验装置有机负荷一直稳定在10gCOD/(L·d)左右。其他两套装置有机负荷运行在7～8gCOD/(L·d)范围,若负荷过高,运行就不稳定。试验结果见表1。表2是重新启动后稳定运行期间测定的部分进出水水质结果。表1高温厌氧消化装置比较试验运行数据试验阶段装置类型平均进料量(L/d)进料COD(g/L)COD去除(%)装置产气量〔L/(L·d)〕有机负荷〔gCOD/(L·d)〕水力滞留期(d)1992年11月～1993年3月UASB/ITS0.8816.691.50.180.5928.4UBF1.3516.694.40.680.9018.5UASB1.0616.693.20.420.7123.61993年4月～1993年6月UASB/ITS5.2716.894.02.473.504.8UBF5.9516.893.12.913.994.2UASB6.0316.895.02.964.054.11993年7月～1993年12月UASB/ITS8.9527.590.8