两级厌氧工艺处理茶多酚废水的工业化研究_王艳茹

河北科技大学学报第22卷第2期JOURNALOFHEBEIUNIVERSITYOFVol.22No.2总第57期2001年SCIENCEANDTECHNOLOGYSum572001文章编号:1008-1542(2001)02-0074-04两级厌氧工艺处理茶多酚废水的工业化研究王艳茹,杨景亮,罗晓,沈平(河北科技大学环境科学与工程学院,河北石家庄050018)摘要:研究了工业规模两级UASB反应器在不同温度、不同运行方式下对茶多酚废水的处理效能。结果表明,将一级高温UASB与一级中温UASB反应器串联,系统出水水质最佳。当系统d(进水COD)21007～25772mg/L,有机负荷(以COD计)8.2kg/(m3·d)左右,系统d(出水COD)可降低到1568mg/L以下。关键词:高温厌氧消化;中温厌氧消化;UASB反应器;茶多酚废水中图分类号:X703文献标识码:A茶多酚是一种具有广阔应用前景的新型天然抗氧化剂,在其生产过程中排放的废水色度大,有机物浓度高,是一种含悬浮物的高浓度有机废水。关于这种废水的处理技术国内外未见报道。根据茶多酚废水水质特点,采用两级上流式厌氧污泥床(UASB)反应器串联工艺以去除大部分有机污染物后再进入后续的好氧处理系统进一步净化处理,处理后的废水可做到达标排放。本文重点介绍了在不同的操作条件下工业化厌氧反应器的运行效果,并对其主要工艺操作条件进行了优化。1材料和方法1.1废水水质茶多酚废水主要来源于生产过程中的茶叶清洗和提取溶剂回收工序,两种废水混合经过混凝沉淀预处理后,其水质为水温45～65℃;d(COD)20900～24800mg/L;pH值5.6～7.2。1.2工艺流程茶多酚废水处理采用的工艺流程如图1所示。来自生产车间的茶多酚废水首先进入集水井,经混凝沉淀预处理后进入调节池,通过进水泵经过换热器加热后送入一级UASB反应器中,其出水经换热器加热再进入二级UASB反应器,二级反应器的出水进入后续处理(好氧处理)系统。产生的沼气经过水封、气水分离、阻燃器送入沼气燃烧器。1.3主要设备厌氧反应器采用上流式厌氧污泥床(USAB),为钢制结构,有效容积为100m3,共2台,反应器底部设有进水布水器。反应器从下向上设取样口4个,另有测温装置,并设有人孔、排渣管等。收稿日期:2001-02-15;修回日期:2001-03-05;责任编辑:王士敏作者简介:王艳茹(1965-),女,河北保定人,实验师。反应器内部用环氧树脂防腐,外部用岩棉板保温。1.4分析项目及测定方法pH:采用pHs-2型酸度计[1]。COD:采用标准重铬酸钾法[1]。2结果与讨论在UASB反应器成功启动后,为了获得两级厌氧技术处理茶多酚废水的最佳效果,在确保反应器较稳定的进水有机负荷条件下,重点考察了反应器在不同温度、不同运行方式下对茶多酚废水的处理效能。高温厌氧消化(53～55℃)具有较高的微生物增长速率和较高的比生物活性,其发酵效率通常可以达到中温(30～35℃)的2.5倍以上[2]。为了有效地处理茶多酚废水中的污染物,充分利用废水自身的热能,一级UASB反应器采取高温厌氧发酵方式,以期得到较好的净化效果。2.1单级UASB反应器在高温(53～55℃)条件下的运行结果厌氧UASB反应器采取并联方式运行,控制反应器的COD负荷为7.92～8.41kg/(m3·d),当反应器均达到较稳定的处理效果后,连续稳定运行了30d,每天进行常规监测,每3d的均值为1组数据。其运行结果见表1。表1高温UASB反应器并联处理茶多酚废水的运行结果Tab.1TheresultsofthermophilicUASBinparallelsfortreatingtea-ployphenols'wastewater停留时间/hCOD负荷(均值)/(kg·m-3·d-1)d(进水COD)/(mg·L-1)d(出水COD)/(mg·L-1)COD去除率(均值)/%沼气产率(均值)/(m3·kg-1)3.627.9221007359282.90.463.598.3921905368083.20.483.618.4022000433480.30.513.548.2623070373783.80.533.498.4120924397581.00.503.418.2824250429282.30.483.428.3525772484581.20.49从表1看出,当反应器控制在53～55℃,反应器在d(进水COD)21007～25772mg/L,COD负荷为7.92～8.41kg/(m3·d),水力停留时间为3.41～3.62h的条件下,COD去除率为80.3%～83.8%,沼气产率(去除单位质量COD的沼气产量)为0.46～0.53m3/kg。2.2两级串联UASB反应器处