IC反应器_曝气生物滤池处理蔗渣堆场喷淋废水_聂威

作者简介:聂威先生,工程师,在读工程硕士研究生;主要从事废水、废气处理技术研究及应用。收稿日期:2005-04-18(修改稿)·废水处理·IC反应器-曝气生物滤池处理蔗渣堆场喷淋废水聂威1,2闵亚光2黄家驹2(1.广西大学,广西南宁,530004;2.广西贵糖(集团)股份有限公司,广西贵港,537102)摘要:IC反应器-曝气生物滤池是高效的厌氧-好氧反应器,利用其处理废水的结果表明:蔗渣堆场喷淋废水首先经过IC反应器处理,水力停留时间(HRT)4～5h,CODCr容积负荷15～25kg/(m3·d),产气率达到去除每千克CODCr产沼气0.42m3,CODCr去除率86%,BOD5去除率90%;经曝气生物滤池处理,当CODCr容积负荷为6kg/(m3·d)、水力停留时间(HRT)2.5h时,CODCr、BOD5的出水浓度分别为159mg/L、38mg/L。关键词:IC反应器;曝气生物滤池;蔗渣废水;水力停留时间;容积负荷中图分类号:X793文献标识码:A文章编号:0254-508X(2005)09-0025-04制糖产生的大量废渣———甘蔗渣,可用于造纸。据资料介绍,每吨甘蔗渣可以代替1～1.25m3木材造纸,因此蔗渣造纸具有重要生态环保意义。为保护蔗渣在堆放过程中纤维的完好性、提高蔗渣造纸的档次,蔗渣在堆放过程中需淋水,然而喷淋水会将蔗渣中的残糖置换出来,加上蔗渣中的残余糖分及有机物的发酵作用,使得蔗渣堆场喷淋废水含有很高的有机污染物,废水中的CODCr达8000～10000mg/L。该废水若直接排到江河中不仅污染水体,蔗渣堆场喷淋废水成为制约蔗渣造纸发展的技术难题,目前该废水的处理在国内还是一个空白,因此选择一种好的处理方法以解决其污染,对蔗渣造纸具有示范推动作用。1蔗渣堆场喷淋废水的水质特征1.1水质参数蔗渣堆场喷淋废水水质分析见表1。表1蔗渣堆场喷淋废水水质分析结果pH值CODCr浓度/mg·L-1BOD5浓度/mg·L-1SS浓度/mg·L-1NH4-N浓度/mg·L-1PO4-P浓度/mg·L-1水温/℃4.468998504774932812注表中数值均为4次实验结果的平均值从表1可知:蔗渣堆场喷淋废水pH值平均为4.46,说明这种废水为酸性高浓度有机废水,根据废水中NH4-N、PO4-P的含量及COD∶N∶P=350∶5∶1的比例分析,废水中磷源含量基本满足微生物生长的需求,氮源略微不足。1.2废水水质有机物分析(1)分析仪器及条件水质分析使用日本岛津公司QP-5000气相色谱-质谱联用仪。色谱柱为HP30m×0.25mm石英弹性毛细柱;GC进样器温度250℃,接口温度230℃,柱箱升温曲线50℃时2min,程序升温10℃/min升至250℃,保留10min,分流比13∶1,总流量15mL/min;EI能量为70eV,检测器电压1.20kV,柱前压力50kPa,扫描范围为29～410amu,时间2s。(2)分析结果通过GC-MS分析,从12月份的蔗渣废水中检出28种有机物。含量在1%以上的有机物7种,其中羧酸6种、醇类1种,分别为:丁酸(45.26%)、己酸(19.02%)、戊酸(17.85%)、丙酸(5.28%)、苄基丙二酸(1.81%)、3-甲基丁酸(1.31%)、2,3-丁二醇(1.40%);含量在0.1%～1%的有机物有16种,醇类2种、羧酸6种、酮类1种、酚类2种、烷烃1种、酯类2种、醚类1种、BHT1种(0.11%);其余5种有机物含量均在0.1%以下,均为烃类;另有含量为2.19%的物质不能确定。分析结果见图1。通过GC-MS分析可知:蔗渣堆场喷淋废水中的有机物以酸为主,有机酸含量在94%以上,基本不含毒性物质,有利于颗粒污泥的厌氧分解产生甲烷。·25·研究论文《中国造纸》2005年第24卷第9期图1GC-MS分析结果2实验装置与方法2.1IC厌氧反应器蔗渣堆场喷淋废水属于生化性好的高浓度有机废水,采用高效厌氧反应器处理具有节能、运行费用低、沼气产生率高的特点。内循环(IC)厌氧反应器是20世纪80年代中期发展起来的高效厌氧处理工艺[1]。该技术已在啤洒、淀粉等工业废水处理中成功应用,CODCr负荷可达25kg/(m3·d),水力停留时间仅需几小时,效率是常规厌氧处理工艺的几倍[2]。该工艺至今仍未在蔗渣废水处理中应用。本实验的目的在于研究IC工艺处理蔗渣废水的适应性。厌氧实验设备采用60LIC厌氧反应器。该成套设备包括:反应容积为60L的IC反应器,容积为37.5L的预酸化池,加热/恒温系统,预酸化池pH值和液位控制系统,预酸化池搅拌器,酸、碱投加系统,营养剂投加系统,原废水泵、IC反应器进水泵、外部循环泵,出水循环泵,沼气水封装置及沼气流量计,PLC控制器。2.2曝气生物滤池经IC处理后的废