厌氧_化学混凝工艺处理麦草化学浆黑液_吴朝军

厌氧-化学混凝工艺处理麦草化学浆黑液吴朝军(山东轻工业学院,济南,250100)贺延龄(西安公路交通大学,西安,710064)沈良骥(西北轻工业学院,712081)摘要介绍了厌氧-化学混凝工艺处理烧碱-蒽醌麦草化学浆黑液的实验方法和结果,探索了上流厌氧污泥床反应器(UASB)初级启动与二级启动的条件,给出了化学混凝剂的优化条件。关键词上流厌氧污泥床反应器化学混凝污泥颗粒化草浆黑液是一种高浓有机废水,成分复杂,治理较困难。为了解决草浆黑液污染问题,我们进行了探索性工作,首先用目前比较先进的上流厌氧污泥床反应器处理草浆黑液稀释液,反应器稳定运行后,其出水再进行化学混凝后处理,处理后的水一部分排放,一部分回用于稀释原黑液。此工艺厌氧部分能产生二次能源———沼气,占地面积小,污泥量少,反应器体积小,水力负荷大,工业运行费用低;整个系统出水各项指标均达到排放标准。此工艺在实验室获得了成功,有待于中试或大生产运行。1材料和方法1.1装置与流程此工艺厌氧部分主要设备是自制的上流厌氧污泥床反应器,其上部设有三相分离器,反应器主体部分直径为64mm,高度为920mm,有效容积为3.0L,沉淀区容积为1.2L,在反应器侧面不同高度设有14个取样口;化学混凝部分主要设备为自制的5L沉降筒,此工艺整个流程见图1。1.2废水试验所用黑液取自咸阳造纸厂三段真空洗浆机逆流洗涤一段废水。该厂无碱回收,制浆原料为麦草,制浆方法为烧碱-蒽醌法。黑液的主要性质见表1。1.3种泥UASB反应器初级启动所用的接种污泥取自北京王致和制乳厂的消化污泥,是沉降性能较差的絮状污泥,接种前未做任何处理。其污泥指数(SVI)为55.6ml/g,VSS/TSS为0.50。1.4分析项目CODcr、BOD5、pH、TS、SS、色度、T-N、T-P参照文献[1]。废水中VFA参照文献[2]。混合槽黑液清水厌氧系统生物气吸收罐计量器甲烷气体回用混凝池化学药品沉淀池出水污泥木素综合利用或干燥燃烧上清液图1厌氧-化学混凝工艺流程图表1黑液的性质项目范围值CODcr/g·L-121.2～30.0BOD5/g·L-16.4～9.2T-N/g·L-10.11～0.15TS/g·L-118.5～20.7波美度(Bé)2.0～2.1SS/g·L-10.42～0.48w(SO2-14)/g·L-10.5～0.7pH9.5～10.0温度/℃29～34色度/倍6000～7000VFA/g·L-15.8～6.4T-P/g·L-10.025～0.035注:VFA—挥发酸;TS—总固形物;T-P—总磷;T-N—总氮收稿日期:1998-12-01·36·中国造纸第3期1.5实验控制条件厌氧部分:温度30～40℃;进液pH值:6.5～8.5。化学混凝部分:温度室温。2结果与讨论2.1厌氧反应器初级启动及颗粒污泥的形成初级启动是指用非颗粒化污泥作为种泥启动UASB反应器的一种方式。该实验UASB反应器初级启动共计100d。启动开始用自来水稀释黑液至CODcr浓度为1030mg/L,然后将其与接种污泥混合,污泥接种量为209VSS/L,再用盐酸调节混合液的pH值为7.0,用恒温水浴缓慢加热使其温度在30～38℃之间,之后将其装入UASB反应器内。通入氮气驱走反应器内一部分氧气,反应器被安装在(35±1)℃恒温室内。三四天后,反应器产气量开始上升,这时,将稀释的黑液用蠕动泵泵入UASB反应器内。UASB反应器刚启动时的容积负荷控制在0.8～1.0kgCOD/(m3·d)之间,污泥负荷控制在0.04～0.05kgCOD/(kgVSS·d)之间,考虑到木素降解产物及其衍生物对厌氧菌的抑制作用[3],因此启动UASB反应器时进液CODcr浓度控制在1000～1500mg/L的范围内。UASB反应器运行刚开始时采取间歇进液,水力停留时间(HRT)控制在36h左右,3周后采取连续进液方式,每隔15d增加1次进液CODcr浓度,以2%～30%的幅度提高。当产气量、出水的挥发酸浓度、pH值都基本正常且反应器稳定运行几天后,相继通过缩短水力停留时间和提高进液浓度来增大反应器的容积负荷。容积负荷与进液浓度和水力停留时间关系如下:VLR=CHRT(1)式中VLR———容积负荷,kgCODcr/(m3·d)C———进液浓度,kgCODcr/m3HRT———水力停留时间,d反应器运行状况见图2与图3。图2厌氧反应器UASB初级启动运行状况图3厌氧系统初级启动出水pH值与VFA变化状况从图2与图3可以看出,厌氧反应器运行前45d,CODcr去除率呈上升趋势,且维持在20%～40%之间,这说明厌氧菌适应黑液这个水环境是有一个过程的,污泥活化时间比较长。在污泥驯化期,产气量出现一个峰值,这可能是由于反应器内有一部分厌氧菌不太适应黑液这个水环境而死亡,反