厌氧流化床工艺处理奶牛场粪水的研究_徐静波

厌氧流化床工艺处理奶牛场粪水的研究徐静波黄丹缨王淑兰〔摘要〕采用新的工艺和装置来处理大型畜枚场粪便和粪水的研究越来越受到人们的重视,流化床系统在处理工业有机废水方面已有成功的经验,这里,我们进行了用流化.床工艺处理奶牛场龚水的研究,试验证明流化床是一种高效的反应器实验室试验证明:在COO浓度为200毫克/升停留时间为24小时的条件下,COO去除率达73%,总的COO产气率为0.巧升/公斤·每天,可溶COO产气率为0.24升/公斤·每天,池容产气率为已29升/升·每天,试验还证明:在相同的试验条件下,流化床的产气率比日AS日几乎高一倍L实验部分(!)(6)流化床系统流程图1.流化床反应器2.汽液分离器3.湿式流童计45泵6.分布板表1试验所用粪水的平均成分表项目浓度COD2000一4000毫克/升COL:N100:4.7NH3一N26.25一30.2毫克/升I,H6.5一了.0TS0.2%一0.4%我们在实验室研究中进行了不同停留时间、不同入料浓度、不同COD负荷的条4书式验,同时还进行了流化床装置和UASB装置的效率对比试验。1.实验装置流化床系统主要是由流化床反应器和气液分离器组成,流化床反应器是一根高1.2米、内径75mm的有机玻璃管,有效容积为4.86升。气液分离器是一个高0.2米,内径为50mm的玻璃容气。(见图)粪水从反应器底部加入,从顶部出来,流进气液分离器,从气液分离器出来的溢流通过循环泵泵入流化床反应器。从流化卜床和气液分离出来的气体通过湿式气体流量计计量后放空。在流化床底部有一块13孔,直径为2cm,上倾角度为450的分布板,它使料液切线旋转向上流动。2.奶牛场粪水成分大型奶牛场,每头奶牛通常每天有15公斤的粪便,需0.如”的冲洗水。把新鲜牛粪加水稀释,沉淀2小时后,用细纱布过滤,其滤液保存在冰库以待用。粪水的平均成分见表l。3。过程(1)接种和驯化试验中所用的载体是细小的煤渣,它作为细菌结团的核心。230毫升平均颗粒直径为10。一120目的煤渣先放进5升的小口瓶内.J割准积t咬重为1230公斤/立方米,空隙率为0.42,然后加入l升广州皮革厂TS浓度为201.5%,VS浓度为8%的污泥,再加入COD浓度为2796公斤/升的牛粪水,一个星期之后,载体的颜色由浅灰变成深灰色。这表明菌种已部分附在载体上,这时,产表2流化床处理数据表名一自U一八U一qé一.一,一nU一,一白,ú一,奋,乙一`.一孟任一,J一一几一OC9。6艺151。862000186010201150珊一:7367《672600202095(}53100052《)48970一63一70(j一删一冠一71的气一天天增加,我们把瓶里附有菌的载体和游离的菌利连同粪水一起移到流化床内。(2)起动附在载体上的菌种和游离菌种静止在床下部,其静止高度为31cm,系统安装好后,载体和菌种通过循环泵(蠕动泵)膨胀到所需要的程度,试验开始时,循环泵流量为毫升/分膨胀率为污泥和载体静止容积的142%,入料流量为3.5毫升/分,循环流量与入料流量之比为20。这时分布板孔流速为178厘米/分,空塔流化速度为1.6厘米/分。10天以后,载体的颜色由深灰变为黑色,这说明载体表面已普遍挂膜。在挂膜的过程中维持同样的膨胀率,循环流量慢慢降了下来。三个月后,循环流量降到3毫升/分,循环流量与入料量之比为9.7。分布板孔流速为80厘米/分。空塔流化速度为0.75厘米/分,菌团的密度从2.1克/立方厘米变为1.05克/立方厘米。(3)化学分析入料和溢流的COD浓度分析每星期测定两次。可溶COD是指经IO00rpm高速离心10分钟后,取出上清液所测出的COD浓度。TS、VS通常每星期测一次,COD、TS、VS用常规法测定。气体成分每星期测两次。试验结果停留时间(小时)COD负荷kg/m3·d入料COD浓度吨/I入料可溶COD浓度溢流COD浓度COD去除率叭t入料的TS浓度吨了l溢流的TS浓度叱/lTS去除率入料VS浓度叱/l溢流VS浓度呢户lVS去除率”、CH4气体成份%COZNZ+O:COD产气率m“kg气体产气率可溶COD产气率m。一kg池容产气率m“/m3·d7.411.721。817。50.069呀)。150。140。130.24〔).180。340。29()。1】表3流化床装置与UASB装里比较表4。862。1洲一135一7n卜U一几ù一口八一亡n一no--一O乃一QU一,J试验1、试验2、试验3分别表示停留时间为9.6小时,24小时,32.4小时的状况。试验1和试验2的入料COD浓度近乎一致而停留时间差异,试验3的COD浓度和停留时间都与试验1、试验2不同,表2列出了三个试验数据,从数据可看出,停留时间少于1天,产气率也会相应降低。在试验的后期,我们把循环泵拆除,流体流动模型