_使用厌氧混合消化反应器处理石化废水

第3卷第3期(总第9期)/一一令一\}译文{\_。~.~了使用厌氧混合消化反应器处理石化废水M.T.Augoustinc,s,T.J.Britz,R.P.Traeey摘要本文介绍尸种采用厌氧混合消化反应器对酸性石化废水进行厌氧处理的方法。该法在HRT(水力停留时间,以下类同)为l?小时、有机负荷率为20.0《公斤.化学耗氧量/立方米·天的条件下,可获得挥发性有机酸去除率为91%,化学耗氧量去除率为84%。反应器最终出水含氨氮为村毫克/升、含磷酸盐12.3毫克/升。引言材料与方法废水的厌氧处理方法已是一种公认的技术,已在城市污水处理系统中运用了多年。然而,为探索更高效率、更加经济和适合更严的污染控制法规要求的处理途径:扩使厌氧消化处理过程显得尤为重要。这就促进了一系列适合于处理高、低浓度工业废水的厌氧消化反应器设计的发展。在这些消化反应器技术更新当中的一种则是混合厌氧处理方法,它是由·Giuot和vanDen价rg在1954年与1985年提出来的,之后在1986年和1987年由eraworrd等人对这一技术作了进一步的研究。该技术通常是把上流式厌氧污泥床(AUSB)和固定膜厌氧层两个不同类型的反应器设计成为一个整体,以试图提高生物量的保持容量和综合处理性能。本文研究的目的是确定石化废水是否能成功地用厌氧混合消化反应器进行处理。并对石化废水pH值降低和减少添加氮与磷酸盐浓度的影响也进行了研究。反应器:厌氧混合消化反应器(工作容积1.gL,高度435毫米,内径8毫米),该反应器集固定膜反应器和上流式污泥床反应器为一体。固定膜被安装在消化反应器的壁上,由惰性多孔聚乙烯泡沫材料组成(密度为7.0公斤/立方米)。废水通过两个水平进口连续流入.生物气体通过顶部的气一固分离器排出,运行温度采用37℃。反应器初始接种取自实验室和城市污水的活性污泥混合液。废水:本次研究中的石化废水取于iF““her一TrosPoh煤馏油工艺中产生的废水。采集的儿批石化废水水质分别为:COD值在9500至14700毫克/升范围内;VFA(总挥发性有机酸)的平均浓度为11500毫克/升;pH平均值为3.0。有机酸由醋酸(72%)、丙酸(15%)、异丁酸(2%)、正丁酸(8%)、异戊酸l(%)和正戊酸(2%)组成;无机物K、Mg、eu、M,1、Mo、No;、50牙一、NH3、Na、Ca、Cl一’和FeZ+的浓度均145青海环境为20一40毫克/升;少量的乳化油、酚和酮也存在(0.01一0.3%0)。在废水用6NNaoH,6NKoH和3Nea(oH)2混合液调节到所要求的pH值之前,添加了KH,Po,(87毫克/升以Po不’一P计)和尿素(190毫克/升以总氮计),同时添加了由Nej等人推荐的一些痕量元素。分析:一F列废水的来水和反应出水的监测方法是依据美国1976年出版的《水和废水监测标准方法》(APHA1976)进行的,分析项目为:c0D;溶解性c0D(以一5000mm/52离心加速度进行液固分离10分钟后的上清液);vFA;反应器进水速率;生物气体产生量和组成;TKN(总氮);NH3(氨氮)和Po;一P(正磷酸盐)。产生的生物气体量是通过其取代饱和盐溶液的体积进行测量的,并将所测得的生物气体体积校正到标准温度和压力下的体积。生物气体的组成则是用PerkinElmer820型气相色谱仪测定,该色谱仪内装热导检测器和一根填装80一100目PorapakN载体的色谱柱(4.0米长x0.3毫米内径)。其炉温设置在5℃,以氢气作为载气。vFA则用HewlettPaekard5830型气相色谱仪进行测定,此色谱仪内装离子火焰检测器和l根30米长x0.75毫米内径的毛细管柱,色谱仪初始温度设置在120℃,然后以6`C/分的速率递增,最后控制在160℃。检测器和进口温度分别为250℃和160`C,并以3毫升/分流量速率的氮气作为载气。处理:该项目研究过程被分为四个实验阶段。在第一阶段里使石化废水的pH值通过四个连续步骤从5.0降低至4.0;第二阶段的目的是增加负荷率,首先是通过减少HRT来增加负荷率,然后是通过提高进水浓度来增加负荷率;在第三阶段里是减少填加氮和磷酸盐的浓度;第四146阶段的目的是通过更进一步地降低HRT来增加负荷率。这些每个处理阶段的变化都是在处于稳定状态后进行的。经过四批量废水的反复处理实验,所得的各测试参数变化小于10%,因此,最终的处理方案被确定下来。结果与讨论在该研究开始,采用稀释率为60%的石化废水作为进水,其有机负荷率调至6.2公斤化学含氧量/立方米·天。在这个负荷率和HRT为35小时的条件下,vF八去除率为89%。初始石化废水的pH值被调至5.00,使得碱度为3775毫克/升(以ca-c03升),反应器内废水的pH值为7.54,这两个参数值在正常消