石灰法草浆蒸煮废液厌氧消化的研究_吴强

第9卷第2期1991年12月北京轻工业学院学报JOURNALOFBEIJINIGNSTITUTEOFLIGHTINDUTSRYVol。9从2Dec.1匀91石灰法草浆蒸煮废液厌氧渭化的研究吴强张坷兰社益(化学工程系)摘要本研究在广泛调研的基础土,针对石灰法草桨蒸煮废液,采用厌氧消化工艺处理,进行了系列可行性试脸。采用5升静态厌氧消化器,在35士1℃的条件下,逐渐提高投配率,对六组不同来源和不同配比的厌氧污泥进行培养驯化和比较试验,筛选4号污泥为种污泥。其中COD容积负荷为4~skg了M“d,水力停留时问为4~5天的条件下,COD去除率达70%以止,产气率为0.25M3/l:gCoD(去除),CH`含量超过80%,v/V。进一步在工厂建立了自行设计的16升UASB和128升UASFB厌氧反应器,对石灰法草桨蒸煮度液进行厌氧处理,在COD浓度为12000~1续00omg/l、水力停留时l司(HRT)为1.1~1.2天和COD负荷为10~zZkg/M“d的条件下,其COD去除率达80%以上,产气率达0.45入13/k:COD(去除),CH`含量超过65%,V/V。在试验取可得行性结论的过程中,对一些主要影响因素也做了较深入的探索研究,确证了某些参数。关键词厌氧发酵,石灰法草浆蒸煮废液,去除污染0.前言用石灰蒸煮稻草制浆是一个古老的制浆方法,但目前我国仍在不少中小型造纸企业中使用,全国系统内石灰法草浆历年产量由1977年的17.75万吨递增至1988年的98.8万吨,在总纸浆产量中占的比例由1977年的5.91%递增至1988年的14.25%。而每生产一吨石灰法草浆,所产生废液的BoDS为150公斤左右,COD为450公斤左右。蒸煮过程产生的这种蒸煮废液(简你黄液),既不可能用常规碱回收法回收化学品和热能又难以用常规方法经济地消除污染,而采用厌氧消化法处理是一种比较合算的方法。早在五十年代国外就有人采用厌氧处理法来处理半化学草浆废液,近年来已有不少关于厌氧消化处理半化学草浆废液的研究,对此吴福赛和本研究的另一文中做了专门综述。例如1981年L.Hsu。报导了Aanmet法处理碱法蒸煮草浆和硬木半化学草浆废液的中试成果,1984年日本小野报导了厌氧槽处理黄液的小试研究,国内1马85年陈石登、无锡轻工学院及陈忠余等均在黄液厌氧消化方面作了研究,其中陈忠余取得了较好的试验结果,即为:在进水COD浓度超过l000omg/l、温度为34℃~36oC、进水负荷为5~7kgCOD/M3.d时,COD去除率收稿日期:1991年6月1日62北京轻工业学院学报1991年12月为7。一7连.5%,产气率为0.4一。.52M“)kgCOD(去除),水力停留时间为1.5一1.6天,CH:含量为60%以上。1.试验方法、过程与试验结果1.1方法及说明方法:采用典型的静态瓶试及UASB动态试验装置,分别以半连续与连续进行投料,温度采用3。℃~40℃的中温发酵,测试方法采用了统一监测方法。试验装毕及流程:见图1及图2。二{·二拉最1.发醉瓶2.恒温水汇箱3.控温系统4.气体计量瓶5.受水器6.进料口7.气体取样口8.连通管9.污泥取样口10.出水管图戈万一傲试脸装置图-k~口`;司卜冬吮于三酬!一一``~I)洲之4馨.1.进水槽2.进水蠕动泵3.控温保温系统4.温度计5.UASB反应器6.气体流量计.7三相分离器8.出水沉淀池,E。、E,、E:出水口F。、F:进水口G.沼气排出口图2工艺流程图S,、S:取样口1。2静态瓶试厌氧发酵静态瓶试是指其发酵过程与水力条件相对静止、试验规模局限于小容积的实验室试验。其主要目的是:(1)筛选与驯化种污泥;、2)研究黄液厌氧发酵的可行性;(3)确证发酵过程中的一些参数及其影响规律。1.2.1污泥的启动试验采用和配制了六种不同来源和不同配比的污泥,分别放入污泥瓶中,将发酵装置安装调节好,废液取自天津板纸厂黄板纸车间。启动条件:恒温于30℃土1℃、在4~5升有效容积的条件下,进料CoD浓度为14000mgZI进行发酵,采用自动定时和人工搅拌使污泥充分混匀。试验中对启动前期与后期各污泥瓶组的份变化进行了对比试验(以4#、5#和6#瓶为例)第9卷第2期昊强等:石灰法章浆熬漱夔救侠氧消化的研究63结果见表1。启动过程的产气变化见图3。表1启动前后各污键翔的组份对比(单位:一,一孟一了蘸氨mg/勺.屯全了~~一一项目编号诚一}一诚可露一丁一词篇而弱不赢0OUC乙OéJ.工O口…丹n即It了`1G7101298529360Cl,19生363262303870072170116801777035200535021904960132。082。093。050.9理3。5禅羊今人`ùa口d启动前oCD去除率{产气率%30理{飞51906了0078.28