一种适用于高悬浮物有机废水处理的新型厌氧装置_申立贤

环境科学14卷4期梦去去告*告幽告告告架l治理技术l介举带带带举举举带举戒一种适用于高悬浮物有机废水处理的新型厌氧装置申立贤刘玫袁玉琳(北京市环境保护科学研究所,北京100037)摘姿本研究的厌氧反应器具有UASB工艺与两相消化装置的特点,将发酸酵、甲烷发酵、沉淀分离3个工艺过程有效地组合成一体,并利用所产生的沼气及水位变化控制进行无需外加动力与设备的自动回流搅拌,以适应于处理高悬浮物的废水,并避免堵塞、短流与浮渣板结等问题。1201,反应器在35℃下处理好氧剩余污泥的试验表明,在HRT3.53一8.57d条件下,其有机物去除率达51.4%一58.6%;在HRT为7.5d时,其有机负荷为2.97kgss(/m“·d),COD负荷为3.89k西OD(/m“·d),平均有机物去除率为5.3%,所产沼气含甲烷60%以上。关扭词两相消化,厌氧反应器,好氧剩余污泥处理,有机废水处理。水气出沼一一近年来,在厌氧处理高浓度,低悬浮物有机废水方面取得了很大进步,高效厌氧反应器迅速发展,如_L流式厌氧污泥床,厌氧过滤器、厌氧膨胀床等〔’〕。但对于悬浮物较多的废水,如鸡场、猪场、牛场废水,果蔬食品加工废水以及城市污水污泥处理等,仍采用传统厌氧消化池和厌氧接触消化上艺处理。因此,开发适宜高悬浮物有机废水的厌氧处理反应器是非常必要的。本研究分析了多种厌氧反应器的结构,在多年深入研究UAsB反应器的基础上,集两相消化工艺适宜处理高悬浮物废水的性能,参考日本的BIMA(BiogaSManahl)三相一槽反应器的结构形式,并力求达到结构简单合理,操作管理方便,将产酸、产甲烷与沉淀分离工艺组合一体,设i十成了新型厌氧消化装置。经过多次细致的清水流态试验示踪测试与反复修改,最终使该装置的性能达到了设计意图。在此基础上于1990一19叭年进行了处理好氧剩余污泥的试验研究。本文主要介绍该装置的结构原理与处理好氧剩余污泥的研究结果。1新型厌氧消化装置的构造原理新型厌氧消化装置的构造见图1。此反应器包括酸发酵区(A)、甲烷发酵区(B)、沉淀区(C)、集气室(D)4个部分。装置的运行可分为如下5个步骤:7沼”启二目二二二二二二一进水图1新型厌氧消化装置构造示意图1992年12月5日收到修改稿DOI:10.13227/j.hjkx.1993.04.01214卷4期环境科学()l原水从反应器中部进人酸发酵区,在此进行水解与酸化。酸化时间由水质、水量而定。完成酸化作用的酸发酵混合液进入甲烷发酵区。此时,集气室若处于排空状态,甲烷发酵区的混合液则充满集气室。(2)进料促进了反应器底部的搅动,已酸化的酸发酵混合液与甲烷发酵区的污泥充分接触,在甲烷菌的作用下不断生成沼气。附着沼气的混合液上升,当碰到气室与沉淀区斜板时,气体释放出来进入集气室。由于压力作用,使甲烷发酵区混合液进入沉淀区,在沉淀区进行泥水分离。随着沼气量的增加,集气室空间不断扩大,将混和液压入沉淀区,使沉淀区的水位不断上升,当达到最高水位时,出水自动排出反应器。原水则完成了厌氧发酵全过程。(3)当集气室容积达到最大时,受液位控制的电磁阀自动开启,集气室的沼气迅速排出。(4)在集气室气体迅速排放的同时,沉淀区的液体则进行自动回流,沉淀区的液体部分进入酸发酵区,部分进入甲烷发酵区,进入各区的比例视缝隙的大小和水位高度而定。(5)当气室气体排空时,电磁阀自动关闭,回流搅拌也随即停止,反应器又回到开始状态此反应器排气和自动回流搅拌可以与进料同时进行,也可以分别控制。而达到反应器高效的目的。(2)利用厌氧消化所产生的气体的作用,该反应器达到自动回流搅拌的目的,从而减少反应器内部和外部的搅拌设备,并节省了动力和能耗。(3)可以根据进料水质调整回流缝高度,从而调整搅拌水量的大小与分配。(4)在运行过程中,气室与沉淀区的水位不断变化,从而避免浮渣板结与堵塞。(5)本反应器由于酸化、甲烷化、沉淀设于一个装置中,且采用内回流搅拌,因此,热损失较一般的厌氧装置小,便于保温亦是此反应器的特点之一。(6)本反应器结构简单,可采用地下式、半地下式建造,适于季节性、间歇性运行。2新型厌氧消化器的特点(1)集产酸、产甲烷和沉淀分离作用于一体,既充分发挥了产酸与产甲烷各菌种的作用,适宜高悬浮物废水处理,又利用沉淀分离作用使反应器内保存了大量菌种,延长了污泥停留时间,从3处理好氧剩余活性污泥试验.31试验条件试验用反应器总容积为120L,置于35C的恒温箱中,用时间控制器控制定时进料,用液位控制器控制自动回流搅拌,用煤气表计量所产生的沼气。试验以生活污水好氧生物处理的剩余污泥为对象,该污泥的COD为8.82一30.379/L,55为4·5一27.89/L,其VSS与55之比平均为76.9%,溶解性COD占总COD比例平均为8.8%,总COD中有91.2%