上流式厌氧污泥床反应器处理造纸黑液的工艺研究_俞亚明

城市环境与城市生态1卷4期1,88年环境工程与生态工程上流式厌氧污泥床反应器处理造纸黑液的工艺研究俞亚明.(国家机械委工程设计研究院)一、前言造纸工业废水是国内外主要的水环境污染源之一,其中蒸煮黑液的污染占制浆造纸厂有机污染负荷的90%以上。目前解决蒸煮黑液污飞的最有效的方法是进行碱回收,即采用将黑液中的有机物烧掉的方法来消除有机污染,并达到回收热量和化学品的目的。在国内,木浆厂的碱回收技术已经过关,在降低生产成本、减少污染排放负荷方面有明显的效益。对于万吨以上的草浆厂碱回收工艺,从黑液提取到浓缩、蒸发的一系列工艺问题开始解决,碱回收率可达50~70%。但对于国内为数众多的中小型草浆造纸厂,碱回收工艺在技术上、经济上都不可行,还没有其它有效的污染治理技术,这些造纸厂多数以稻草、麦草为原料,用烧碱或石灰作为蒸煮剂,所产生的黑液含碱量和有机物量均比木浆黑液低,不宜用来回收碱。采用好氧法处理这类高浓度有机废水,耗用能量大,出水尚达不到国家排放标准,因此寻找一种处理造纸黑液的切实可行而又经济合理的方法既降低废水的污染,又能将废水中的有机物回收利用,显然是很有意义的。对于这类碱法或石灰法黑液,用厌氧消化工艺处理是较为理想的方法,这种方法工艺能耗少,操作稳定,设备也不复杂,还能将废水中的有机物转化为可利用的能量。近年来,国内外对造纸黑液的厌氧消化处理开展了不少研究,取得了一定的进展,但许多研究尚停留在间歇试验基础上,连续运行中的许多工艺问题有待解决。为此,我们进行了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器处理造纸黑液的工艺研究,旨在寻求一套适合于中小型造纸厂的厌氧处理技术,并解决连续运行中的技术问题,为进一步的中试提供设计依据和运行经验。二、试验装置和工艺流程本试验所用的厌氧反应器是一个直径为isomm,高l000mm的上流单元,总体积181,三相分离器沉淀区的体积为1.851,反应器底部用筛孔板布水,沿高度方向间隔20m血设取样口。试验的工艺流程如图1所示:’\△/了.({令(1)贮水槽,(2)电子蠕动泵,(3)UASB反应器、(4)平衡瓶、(5)U型管水封、(6)气体流量计图1工艺流程示意图废水用蠕动泵压入上流式厌氧反应器,经厌氧处理后通过U型管水封排出,所产生的气体经气水分离后一起通入气体流量计计水本文是作者硕士论文甲部分,得到了同济大学环境工程系高廷耀教授、陆雍森付教授和周群英付教授的帮助。城市环境与城市生态1,8吕年量,整个反应装置放入温度可调的恒温箱内,用红外灯泡加热控温在35~37“C之间。废水来源:上海宏文造纸厂蒸煮工段的半碱法稻草浆黑液,pH9.5~10,CODer50690~75000mg/l,BOD515863~24375mg/1,NH3一N魂6.7~75.309/1。表1试验运行结果厌氧污泥来源:上海动物园污水场污泥消化池。三、试验运行结果从87年5月至n月进行了为期半年的连续运行试验,结果由表l所示。兰…一一二哭粤上gCoD/“d}进水}出水1去除串!}}(%〕BOD(。g/1)产气情况出水水质进水出水产气量(1)1产“}CH·}PH}(`/g“OD,1(%’}挥发酸(mg/tl碱度(mg当量/1)率)除%去(.曰O!3..工J稀L自心1碑ùU6八j,J阳48卯10书84035;67813。124.025.3D6。066。肠67。038。5510.0010。0611。107790339056。510053417858.419888671166.323866772867.617147645662。3251272471。3213847,6362.725000,2163.137861407562。83夕4夕71501462.0273043778,28夕2407420106208270813058777415861四4806127284510021317/78.582。382.286.08夕.1888,。887。685.5/11.2巧。739.841。233。546.047。162。859.163。40.350.370.4夕0.530.440.51O。490。55O。职0。5163。1640565。765。7昭。364.261。26弓。460.06。37。106。夕37.537.5弓7。25,702/7。497。287。1,7。437.38材。354。783。082.063。6,1。l70。名72。286。089。6卜卜l卜.1巧ltl卜l|汗L四、试验结果的分析讨论发酸均能保持正常。COD吃m`/玉)COD去除率óù80(一)COO去除率和有机负荷从间歇试验确定的厌氧动力学关系中可以看出,用厌氧法处理造纸黑液不可能得到很高的COD去除率。这主要是受废水可生化性的限制,对连续运行的UASB反应器,在有机负荷为3.12~1.10