改进型UASB反应器的性能研究_郝晓刚

总第7期1994年3期成都科技大学学报JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYSUMNo.77No.3.1994改进型UASB反应器的性能研究郝晓刚`,潘永亮方治华(成都科技大学化学工程系成都61065)摘要本文叙述了一种改进结构的UASB反应器的研究.采用人工合成葡萄糖废水,在20℃一30℃环境温度下与传统结构UASB反应器做了平行对比试验.试验表明:有机质的去除大部分是在污泥床部完成的。传统结构不能控制污泥的上浮,导致体积庞大,当有机负荷高于巧kgCOD/m3·d时即会出现污泥流失而导致工艺失败;改进结构反应器通过预先排除大部分气体来控制污泥的上浮,使厌氧消化集中在床部完成,缩小反应器体积,即使负荷高达60~70kgCOD/m3·d,水力停留时间为2小时仍能稳定运行。关键词UASB反应器;厌氧消化;废水处理,反应器结构分类号X45.505上流式厌氧污泥床(UAS)B反应器是目前工程上应用较广泛、效率较高的一种消化装置。国外对UASB反应器厌氧消化过程的工艺和设备进行了很多研究,但就其结构对厌氧消化过程的影响、反应器结构设计等问题涉及较少1[;国内的研究也大都集中在工艺和菌种驯化方面,许多投入生产运行的反应器都采用传统结构,体积庞大,效率较低。常温下容积负荷多在10kgCOD/m,·d左右,甚至更低图,这与UASB工艺所具有的潜在能力相差甚远。因此,研究反应器结构对厌氧消化过程的影响,改进反应器形式以提高其负荷具有重要意义。本文主要探讨一种改进结构的UASB反应器的性能。1试验装置与材料1试验装置试验用UASB反应器常用玻璃管制成。1“反应器采用传统结构,内径40mm,高lm,收稿日期1993一04一201)原成都科技大学化机87级硕士研究生,现在太原工业大学任教DOI:10.15961/j.jsuese.1994.03.004成都科技大学学报1994年3期有效容积IL、2“、3“反应器为改进型结构。2“、3“与1“反应器不同之处,是仅在2“、3“反应器悬浮层的下部设置有预排气系统。其中2“反应器内径40mm,高0.sm,有效容积。.7L。试验在常温下进行,试验装置和工艺流程如图1所示。辈攀一--,二蕊万飞二八蔚月..目..-门图1试验装里(l)贮水槽(2)蠕动泵(3)1称反应器(4)2”反应器(5)3称反应器(6)集气瓶1.2试验水质试验水质为人工合成葡萄糖废水,其配方如表l所示。表1人工合成葡萄糖废水配方药品葡萄糖NaHCO:Mgso;·7H:oNH一CIKH:PO一KZHPO一3HZO重量(g)按上述比例加适量自来水配制成不同浓度的废水,pH值为7.0。1.3接种污泥接种污泥取自成都肉联厂处理屠宰废水的60m,UASB反应器,污泥呈絮状,VSS/55=0.6,接种量均为7.5gVSS。2试验结果三个反应器做平行试验,试验运行情况如图2所示。三个反应器进水浓度相同,COD去除率大都维持在60%左右[见图2(a)、(b)],1“、3“反应器去除率相近,而2“反应器去除率在运行后期又略高于1“反应器二一:在相同的进水浓度下,2“、3“反应器容积负荷比较接近,且均高于1“反应器〔见图2c()〕。其中1“反应器的负荷提高到15kgCOD/mZ·d以上时,因污泥流失严重引起负荷下降而停止运行,而2“、3”反应器在整个试验过程中并未发生污泥的严重流失。当2#郝晓刚等改进型UASB反应器的性能研究反应器的进水浓度高达10000mgCOD/L,水力停留时间低至2小时左右,容积负荷高达70kgcoD/m,·d时,仍能正常运行。3“反应器没有做后期的高负荷实验。2”、3“反应器的水力停留时间都低于1“反应器[图2d()〕,但试验中期去除率比户反应器降低不到10%。刊仙黝“ǎ、一钎渔术口00益(!工/(l0铸`à侧任0幼102030(a)口进水△1”出水><2“出水x3”出水(b)口1“反应器△2#反应器><3#反应器曰6|钊气ù石二Vl807(J605040加劝10ō吧ō`/二()奋.J)探e彩仲051020354045sfJ时间(d)455(少时lbl`d)(c)口1牡反应器△2#反应器><3称反应器(d)口l牡反应器△2#反应器令3”反应器图2三个反应器试验运行情况比较3个反应器的产气情况如图3所示。其中2#、3#反应器各有两个排气口,即设置顶部排气口和悬浮层下部的预排气口,试验表明:预排气口的排气量远大于顶部排气口的排气量。图4是1#、2#反应器在不同负荷下污泥浓度沿床层高度的分布曲线。3#反应器成都科技大学学报1994年3期在同样负荷下污泥分布曲线与#2反应器相近,这里未画出。试验期间三个反应器床部都有一定数量的颗粒污泥形成。J、.`086吸,ó气fl1.`(,E、.)E.丫忆