UASB反应器厌氧发酵处理棉浆造纸黑液的试验研究_周晓俭

第2期中国造纸伪恤Pu扮&Paper.39.uASB反应器厌氧发酵处理棉浆造纸黑液的试验研究’周晓俭潘家宜沈振裹(轻工业部环境保护科学研究所)余贻骥(轻工业部科学研究院)提要我们利用UASB反应器对棉浆造纸黑液进行了厌氧发醉试验,同时对U人SB反应器的运行规律进行了一些探索,得到了以下结果:矛(i)COD去除率为50~60%,BOD。去除率为60~65%,(2)装置的负荷率能达到17kgCODI口,·d以上,水力停留时间为0.7日,污泥停留时间大于30日,(8)经过约150天的运行后,污泥能形成籁位状,这些颗拉污泥在反应器中呈污泥床一污泥悬浮层分布,(4)每处理lm。废水产生沼气1~2m.,其中甲烧含量为58~70%。一、前言造纸废水是一个重大的环境污染源,其中制浆黑液的污染占的比重最大,急需进行处理。目前,处理碱法制桨黑液可以采用碱回收等方法,这在国内外都已有较成熟的经验,是比较成功的。但对棉桨蒸煮黑液来说,它与一般的碱法黑液不同,其黑液浓度不高,所含有机物热值低,搞碱回收在技术与经验上都较困难。对于这种废水,到目前为止仍无切实可行的处理方法。近年来,由于世界范围内的能源危机,各国都在寻找各种新的便宜的能源,厌氧发酵处理技术作为一种产能废水处理技术,重新受到了重视。对于造纸废水的厌氧发酵处理,国内外许多研究者进行了一些研究,其中对半化学浆〔1一3〕及碱法草浆〔4,5〕等黑液,取得了较好的效果,为造纸黑液的处理提供了较经济可行的预处理途径。棉浆黑液虽然比其它碱法黑液的浓度要稀,但据测定其COD也有8000一25000(mgl/),用厌氧处理是一条新路,目前尚未见有关方面的研究报道。本试验采用北京某厂棉短绒碱法蒸煮黑液,在小型UASB反应器模型装置中进行厌氧发酵试验,其目的主要在于考察:(1)棉浆黑液厌氧发酵能达到的COD、BOD去除率;(2)在UASB反应器起动运行过程中,对棉浆黑液是否也能形成颗粒状污泥;·(3)反应器能达到的有机负荷率、产气量、气体中甲烷含量等;(4)以棉桨黑液探索UASB反应器工艺的运行规律。二、实验和结果(一)材料和方法.本所生化室赵毅红、谢爱国、华颂今等参加了本试撇运行工作,张瑞宇、潘素京、杨素云等也对本试验给予了许多帮助.本文于1,SG年9月。日收到。中国造纸Ch俪PulP&paPer9871年UASB反应器模型由有机玻璃制成,总体积约为15升,其中有效体积为13.694升,上部设有气一固一液三相分离器,沿高度分别开有五个取样口(见图1)。所用棉浆黑液取自北京某造纸厂棉短绒蒸煮黑液,该黑液的主要蒸煮条件及性质列于表1。从表1数据可见黑液碱性较大,而BOD。/心OD比值只有0.17左右,可生化性相当差。反应器接种的污泥,取自酒仙桥污水处理一场常温消化池污泥,污泥的VSSs/S约为忍8.8%,污泥经筛除其中的纤维状及大颗粒杂质后装人反应器,泵人一定量的稀黑液进行驯}.刁…犷乡护叼.J脚,》、1_口卜,2.J份,1护,1.J1.}出水口*5口口口口进水图1UASB反应器模型示意图表1棉桨主要蒸煮条件及黑液的性质一—色一熟年竺一一}一一一一一竺-土.一竺一竺一一一--项目{数据.}项目{数据液比}’:42万、2.6万蒸煮得率,%洗涤损失,%装球量,kg80、853500~380010~20~14650(或520)COD,mg/lBOD。,mg/lPI木素,g/l2。13~3。72用碱量,%(Na0H)55,g/l3。448原料棉短绒;道1}{`S,g/`165·。85蒸煮压力,kaP汉5。2、343。3保温时间,五挥发酸,mg/l总碱度,mgN/1495。51451.4图2试验工艺流程图出水取样吞毛澎{{}反应签i一废水配水箱;2一蠕动泵;3一恒温水浴,4一进水口,6一UASB反应器;6一沉淀室,7一集气室,8一出水缓冲器;9一水封;1。一气水分离器,n一气体取样口,12一湿式气体流量计,13一保温箱;14一控温系统。北培养。试验的工艺流程见图2。工艺条件控制如下:1.温度:采用中温发酵。控制温度在名5~37OC,2.pH:进水pH控制在6.5一7.0,出水pH为7.2~7.8;3.总碱度:出水总碱度控制在5000mg/l以上(以CaCOs计);第2期中国造纸伪认aPulP&PaPer表2UASB反应器运行平均结果负荷率kgCOD/m3一d温度}RRTCOD(mg/l)产气率}甲烷}污泥负荷(℃){*}进水{出水COD去除率(%)OBDs(mg/l)进水…出水BODs去除率(%)产气量(l/d)废水流量(l/d)(卫兰迢气一、】含量!f兰些9旦,、\m,废水了{(%)}`kgVss·d,1。035。511泣11394。625048。96巴巴en2。9001。202.420。059“.、J1。935。56。4