两级厌氧工艺处理酒精废液的工业化研究_任洪强

第18卷第2期1999年6月无锡轻工大学学报JournalofWuxiUniversityofLightIndustryVol.18,No.2Jun.,1999收稿日期:1998-09-18;修订日期:1999-03-01作者简介:任洪强(1964年5月生),男,河北石家庄人,博士研究生.文章编号:1001-7453(1999)02-0064-04两级厌氧工艺处理酒精废液的工业化研究任洪强,陈坚,伦世仪(无锡轻工大学生物工程学院,江苏无锡214036)摘要:研究了工业规模两级上流式厌氧污泥床反应器(300m3)在不同温度、不同运行方式下对酒精废液的处理效能.结果表明,将一级高温上流式厌氧污泥床与一级中温上流式厌氧污泥床反应器串联,系统出水水质最佳.当进水COD值为21000～25700mg/L,有机负荷7kg/(m3·d)左右,系统出水COD值可降低到1500mg/L以下.关键词:高温厌氧消化;中温厌氧消化;UASB反应器;酒糟废液中图分类号:X505;X703文献标识码:A自20世纪70年代第一座酒精废液沼气池在河南南阳酒精厂投入运行,废水的厌氧处理技术便开始逐渐得到广泛的应用,研制出一批高速厌氧反应器,使得废水厌氧处理成为一种能源净生产过程,或者说是一种产能的污水处理工艺[1].这些反应器的不断成熟并走上工业化,使厌氧处理效率和沼气生产量有了很大提高,特别是上流式厌氧污泥床(upflowanaerobicsludgeblanket,简称UASB)反应器,已成为国内有机废水处理最优先选择的设备.酒精废液主要来源于酒精生产过程中的蒸馏工序,是一种含高悬浮物的高浓度有机废水,已成为我国主要的工业污染源之一.厌氧发酵技术是处理食品发酵工业废水最为经济、有效的办法之一,适合我国国情[2].本文在总结作者多年的研究工作的基础上,结合近年来所承担的酒精废液生物处理工程的实际运行数据,重点介绍厌氧发酵技术处理酒精废液的工业化研究成果.1材料和方法1.1废水水质酒精废液经过分离机固液分离后的典型废水水质见表1.表1典型的酒糟废水水质项目数值项目数值项目数值水温/℃65～75碱度/(mg/L)953.8Fe质量浓度/(mg/L)28.7pH3.6～4.2总糖质量浓度/(g/dL)0.23Zn质量浓度/(mg/L)5.664续表1典型的酒糟废水水质项目数值项目数值项目数值COD/(mg/L)22482.4VFA/(mg/L)537Mg质量浓度/(mg/L)152.4BOD5/(mg/L)18368.0K质量浓度/(mg/L)628.6N质量浓度/(mg/L)453.3SS/(mg/L)8000.0Na质量浓度/(mg/L)330.4P质量浓度/(mg/L)240.3灰份/(mg/L)5.0Ca质量浓度/(mg/L)137.51.2工艺流程试验所采用的工艺流程见图1.图1酒精废液处理工艺流程来自蒸镏车间的酒精废液经离心机(竖流式)分离后,分离的糟渣可用作饲料;分离得到的糟液(夏天经换热器降温)进入调节池,用进料泵送入I级UASB反应器中,其出水经过换热器调节温度后进入II级UASB反应器,II级反应器的出水进入后续处理阶段(好氧处理).产生的沼气经过水封、脱硫罐、沼气柜送入沼气发电机组用于发电.1.3主要设备厌氧反应器采用的上流式厌氧污泥床(UASB)为钢制结构,有效容积为300m3,共3台,反应器底部设有进水布水器,进水采用大阻力脉冲进水方式.每座反应器从下向上设有取样口4个,另有测温装置,并设有人孔、排污管等.反应器内部用环氧树脂防腐,外部用15cm厚的岩棉板保温.1.4分析项目及测定方法pH:用pHs-2型酸度计测[3]COD:采用标准重铬酸钾法[3]SS:采用重量法[3]2结果与讨论在UASB反应器成功启动后,为了获得两步厌氧技术处理酒精废液的最佳效果,在保证反应器正常运行的前提下,本研究在较稳定的进水有机负荷的条件下,重点考察了反应器在不同温度、不同运行方式下对酒精废液的处理效能.高温厌氧消化(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[4].为了有效地处理酒精废液中的污染物,充分利用来自酒精蒸馏塔废液自身的热能(>70℃),I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℃)条件下的运行为了缩短厌氧UASB反应器的启动时间,采取并联形式作为主体处理工艺,控制适宜65的进水负荷,对反应器采用相同的启动条件和方法,使反应器均达到较稳定的处理效果后,连续稳定运行了21d,每天进行常规监测,每3d的均值为一组数据.运行结果见表2.表2高温UASB反应器并联处理酒糟废液的运行结果停留时间/d有机负荷/(kg/(m3·d))