高温厌氧EGSB反应器处理木薯酒精废水的启动与运行

第34卷第l1期682008年11月水处理技术TECHNOLOGYOF、^，ATERTREATMENTV01．34NO．11NOv．．2008高温厌氧EGSB反应器处理木薯酒精废水的启动与运行孙佳伟，谢丽，周琪，罗刚(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海2o0092)摘要：试验在高温(55℃)条件下用EGsB厌氧反应器处理木薯酒精废水。以中温厌氧颗粒污泥为接种污泥，通过改变进水c0D浓度调节进水容积负荷，出水c0D去除率可稳定在80％以上，pH在7．4左右，出水碱度范围为2800～4o00mg·L。；沼气成分中cH含量约为55％～61％，平均每kgc0D的沼气产生量为0．256m；对干燥木薯酒糟基质进行元素组成分析，推导出模拟分子式为c”H05Nos，估算出沼气中理论cH含量为58．09％。出水pH随着系统c0D去除率的变化而波动，可以通过系统pH的变化来判断厌氧EGsB反应器的运行效果。关键词：木薯酒精废水；高温EGsB；厌氧消化中图分类号：x7o3．1文献标识码：A文章编号：1o00—3700(2008)11—068．04以木薯为原料生产酒精在我国有着较为广阔的市场，但是在木薯酒精生产发酵过程中，会产生大量高浓度的有机废液。该废水中含有大量的有机化合物及悬浮物，C0D高达30000～60000mg·L～，并且木薯酒精发酵过程中排出的废水温度普遍在60℃左右，酸性强。如果不对其妥善处理，会对酒精厂附近的河流、地表环境造成污染。目前，高浓度酒精废水的厌氧处理普遍采用UASB或EGSB厌氧反应器，但是木薯酒精废水含有的悬浮物浓度高，而UASB或者EGSB反应器一般要求进水悬浮固体浓度低于5000mg·Lf11。这类有机废水需要先经过固液分离或是厌氧全渣发酵，再采用高效厌氧反应器进行处理。EGSB反应器做为第三代厌氧处理反应器，具有良好的传质效果和抗负荷能力，在酒精废水治理中的应用日趋广泛。当前的研究多集中在常温或中温条件下厌氧EGSB反应器的启动和运行，对于高温条件下厌氧EGSB的启动运行目前还未见报道。本文主要研究高温条件下，厌氧EGSB处理木薯酒精废水的启动与运行特性，考察COD的去除效果、产气效能和反应器的酸碱平衡能力，以便为工程设计提供理论依据。1试验装置与方法1．1试验用水和接种污泥试验用水取自江苏某木薯酒精厂的酒糟出水，废糟液有机物和悬浮物浓度较高，且酸性较大。多次监测平均结果显示，废液总COD浓度60000mg·L，悬浮物含量约为42000mg·L。。，总氮浓度800mg·L～，总磷约400mg·L～，pH为4．0左右。废水的C：N：P基本上能够满足厌氧消化200：5：l的要求。研究中厌氧EGsB的进水模拟全渣厌氧发酵后的出水，将原水静止沉淀后按比例稀释配置而成。接种污泥取自木薯酒精厂厌氧uAsB反应器的中温颗粒污泥。颗粒污泥的TSS为70g·，VSS为42g·L～。经过简单筛洗，去除沙粒后接种至反应器中，接种污泥体积占反应器总体积一半。1．2试验装置厌氧EGsB反应器由有机玻璃制成，试验装置如图1所示。反应器的反应区体积为5L，反应区高度为860mm，内径86mm，三相分离器体积为2．5L。恒温水浴循环控制反应器内温度为55℃。反应器的内循环由蠕动泵控制，从反应器上部引出，再泵入反应器收稿日期：2008一O5．23基金项目：拜耳可持续发展基金；上海市科委资助项目(0623O7038)作者简介：孙佳伟(1983一)，男，硕士研究生，主要从事污水处理理论与技术研究联系电话：l3524577726；E—mai1：tenygun686@163．com。孙佳伟等，高温厌氧EGsB反应器处理木薯酒精废水的启动与运行69底部，初始循环比为10：1，稳定运行后调整为15：1。反应器内部的上升流速即主要由循环流量来控制，初始流速为O．91m．h～，稳定运行后调整为1．32m．h～，在此流速下，污泥床膨胀，内循环中有明显絮状污泥存在。试验中通过调节进水的C0D浓度来控制进水负荷。产生的沼气经由水封后通过排水集气法测定体积。排水浴田lEGSB反应装量Fig．1SchematicDiagramofEGSBEquipment1．3试验方法反应器接种颗粒污泥后，将稀释后C0D约为l000mg·Ll的原水通过蠕动泵注入反应器内，注满后静置，并打开恒温水浴升温。静置24h后，测得反应器最上层取样口处pH为7-3左右，此后连续进水，起始进水C0D浓度为1500mg·L，负荷约为3kgC0D·m_3．d～，启动期严密关注C0D去除率、产气量、出水pH以及碱度的变化。若出现酸化征兆，则停止进水一段时间后再启动进水，同时在进水中补充碳酸氢钠，控制进水的pH在6．4左右，以维持反应器内的pH，保证出水呈碱性。出水C0D、pH和碱度稳定后，逐步