UASB處理高濃度有機廢水

1廢水處理工藝流程

        酒精醪液經(jīng)沉砂池沉砂后進行固液分離，分離后的酒糟作飼料，廢水進入調(diào)節(jié)池。淀粉廢水經(jīng)復配混凝器，沉淀出固形物(主要為蛋粉)用板框壓濾，涼干出售。廢水進入調(diào)節(jié)池與酒精廢水混合，調(diào)溫至53℃±2℃，用泵提至UASB反應(yīng)器，產(chǎn)生的沼氣輸送至熱電廠做為鍋爐的輔助燃料，出水經(jīng)二級沉淀后進入后續(xù)(好氧系統(tǒng))工序做深度處理，污泥排至濃縮池濃縮，用板框壓濾，外運做農(nóng)肥。
 
2上流式厭氧污泥床(UASB)的機理

        上流式厭氧污泥床的主體部分是一個無填料的空容器。內(nèi)裝一定數(shù)量的厭氧污泥(種污泥)，反應(yīng)器上部設(shè)置了一個氣——液——固分離系統(tǒng)稱為三相分離器。容器內(nèi)分為二個區(qū)，分離器下部是反應(yīng)區(qū)(也稱發(fā)酵區(qū))，上部是沉淀區(qū)，在反應(yīng)區(qū)中部根據(jù)污泥的分布分為污泥層(也稱污泥床)與懸浮層。

       反應(yīng)器工作狀態(tài)，廢水用泵提至脈沖發(fā)生器以一定流速自反應(yīng)器底部噴射進入反應(yīng)器。通過污泥層向上流動。料液與污泥菌體得以充分接觸并進行生物降解產(chǎn)生沼氣。由于水和沼氣泡向上流動形成了良好的自然攪拌，并使一部分污泥在反應(yīng)區(qū)的污泥床上方形成相對稀薄的污泥懸浮層，氣、水、泥的混合液上升至三相分離器(丫型結(jié)構(gòu))內(nèi)，氣體碰到三相分離器的反射板時折向氣室，污泥和水則進入上部沉淀區(qū)，在重力作用下，水與泥分離，截留在沉淀區(qū)下部的污泥沿分離器斜壁返回到反應(yīng)區(qū)(即懸浮層內(nèi))。由于三相分離器的作用，使混合液中的污泥有沉淀分離與再絮凝的環(huán)境，有利于提高污泥的沉淀性能，并會有足夠的污泥量來消化廢水中可溶性有機物，有機負荷及去除效率都較高。厭氧出水從反應(yīng)器上部集水槽排出，沼氣從反應(yīng)器頂部排出。

3上流式厭氧污泥床(UASB)的運行控制

3.1 UASB的調(diào)試

        UASB調(diào)試之前需對反應(yīng)器進行氣密性試驗，確保無泄漏后，配備與所處理廢水特性相似的污泥為接種污泥，種污泥量大于10KgVSS/m3，污泥負荷0.05-0.1kgCOS/KgVSS•d，污泥量小時可進行復壯和馴化培養(yǎng)。充分掌握水質(zhì)狀況。上述準備工作做好，循環(huán)升溫，升溫日平均不超過2℃，接近設(shè)計溫度逐漸進料，初始進料應(yīng)采用間歇式進料方式，進料負荷0.2kgCOD/m3d，待產(chǎn)沼氣高峰過后，視其pH值及揮發(fā)酸的高低(VFA不大于200mg/L)，增加負荷，穩(wěn)定運行一階段，逐步縮短進料間隔時間，保持恒溫運行，并注意污泥回流，逐漸達到設(shè)計能力。應(yīng)當注意：廢水中原來存在和產(chǎn)生出來的各種揮發(fā)酸未能有效分解之前，不應(yīng)增加反應(yīng)器負荷。同一負荷要穩(wěn)定運行一段時間，視運行狀況，再改變負荷量。由于厭氧污泥增殖緩慢，厭氧調(diào)試運行時間一般較長，大約需2-6個月的時間，種污泥量大可縮短調(diào)試時間。污泥一旦成熟，就可以*貯存，并且可以季節(jié)性或間歇性運轉(zhuǎn)，二次起動的時間也將會大大縮短。運行過程中，反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)境條件應(yīng)控制在有利于厭氧細菌(產(chǎn)甲烷菌)的繁殖。

UASB處理高濃度有機廢水

3.2反應(yīng)器的運行控制與管理

        反應(yīng)器正常運行后，主要觀測控制的指標有：進水水制，溫度，處理負荷，沼氣組分，出水的揮發(fā)酸含量與微生物的種類，污泥沉降性能及停留時間等，簡單地講，進水水質(zhì)要穩(wěn)定，水量均勻，增加負荷也應(yīng)逐漸提高，不要有較大波動，運行溫度要恒定，每日波動范圍不超過2℃，同時監(jiān)測化驗出水揮發(fā)酸(VFA<300mg/L)，正確控制有機負荷，這樣可以盡快形成或形成較大的顆粒污泥。研究者認為：揮發(fā)酸的高低是顆粒污泥形成不同類型的重要因素，控制反應(yīng)器出水的揮發(fā)酸濃度來選擇污泥的優(yōu)勢菌種，利用甲烷絲菌基質(zhì)親合力較高的特點，維持低的出水乙酸濃度來達到使甲烷絲菌成為主要降解乙酸的產(chǎn)甲烷優(yōu)勢菌的目的。在53℃±2℃，出水乙酸濃度低于200mgCOD/L，增加負荷率，可培養(yǎng)出含甲烷絲菌為主的顆粒污泥，當出水乙酸濃度高時，增加負荷可培養(yǎng)出含甲烷八疊球菌為主的顆粒污泥。實踐證明：控制反應(yīng)器的有機負荷和提高污泥的沉淀性是控制污泥過量流失的主要手段。

        應(yīng)當注意的是：操作合理的反應(yīng)器的堿度，合理的氮磷營養(yǎng)，對正常厭氧消化也起重要作用。如果反應(yīng)器中堿度及緩沖力不夠的話，厭氧消化所產(chǎn)生的有機酸將會使反應(yīng)器消化液的堿度pH值下降到抑制產(chǎn)甲烷反應(yīng)的程度，對于緩沖能力很低的反應(yīng)器適當添加重碳酸鈉，有提高沼氣產(chǎn)量，控制pH值，堿度，沉淀有毒金屬，提高污泥的沉淀性能與處理效果等作用。同一有機廢水(化工廢水除外)氮磷含量變化不大，日常操作時不用調(diào)節(jié)氮磷比例，一個厭氧反應(yīng)器運行的pH值，酸、堿度，CO2含量尚由廢水中的有機物而定，稍微增加氮素，有利于微生物的增殖，同時能提高反應(yīng)器的緩沖能力。

4污水處理廠主要工藝參數(shù)

4.1設(shè)計參數(shù)

        UASB設(shè)計凈池容2750m3，設(shè)計負荷8kgCOD/m3•d，發(fā)酵溫度53℃±2℃，設(shè)計進水濃度為14600mg/L，流量1510m3/d，設(shè)計去除率為COD85%，SS80%。

4.2實際運行參數(shù)

        進水水量1350m3/d，進水濃度為(酒精廢水450m3/d，COD平均35000mg/L，SS平均15000mg/L，糧食酒底水水量50m3/d，COD100000mg/ L， SS8000mg/ L，淀粉廢水850m3/ d， COD平均15000mg/L，SS平均7500mg/L)COD平均24815mg/L，SS平均10019mg/ L，有機負荷可達12kgCOD/ m3•d以上，出水水質(zhì)COD2465mg/L，去除率90%，SS平均1103mg/L，去除率89%。

5主要結(jié)論

        ① 實踐證明：上流式厭氧污泥床(UASB)處理酒精、淀粉等高濃度有機廢水采用高溫度發(fā)酵，取得了顯著效果，為UASB在高濃度有機廢水處理，特別是高懸浮物含量的廢水處理上，建立了一個良好的示范工程，并且打破了專家們一致認為該裝置不能處理懸浮物大于2000mg/L的結(jié)論。
        ② 采用“Y”型結(jié)構(gòu)的三相分離器，進行防腐處理，延長使用壽命、固——液——氣分離*，提高了運行效率及出水水質(zhì)，使用效果良好。脈沖進料攪拌力大，且均勻，反應(yīng)充分，節(jié)約能源。
        ③ 該裝置運行穩(wěn)定，去除效率高，運行費用省，停留時間短，降低了后續(xù)處理的投資和處理難度。由于酒精醪液進行固液分離，淀粉廢水經(jīng)復配混凝技術(shù)加藥預處理，降低了有機負荷，分離出的酒糟、淀粉蛋粉等都可以作為飼料出售，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣作為鍋爐輔助燃料，使煤燃燒更充分，降低噸氣耗煤，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的污泥用板框壓濾后作為農(nóng)肥，不再造成二次污染。而且充分利用資源，做到了綜合利用，真正解決了高濃度難降解有機廢水處理難題，是一個綜合利用的實用技術(shù)項目。

UASB處理高濃度有機廢水