UASB接觸氧化處理高濃度有機廢水試驗研究

1、UASB接觸氧化處理高濃度有機廢水試驗研究Study on Treatment High Strength Organic Wastewater by UASB Reactor and Contact Aerator1.湯立炯（上海市機電設計研究院,上海 200040） 2.張明(華東師范大學環(huán)境科學系, 上海 200062)Tang Lijiong(Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering ,Shanghai 200040) 摘要本文主要通過對某家化工廠污水的UASB+接觸氧化生化處理模型試驗的研究，探索運用UAS

2、B法處理高濃度有機廢水的可行性。本文還探討了污水的COD及含鹽量的大小對UASB處理效率的影響，及關鍵參數(shù)的選用。關鍵詞 UASB 接觸氧化 厭氧 好氧 有機廢水AbstractUASB reactor and contact aerator were used to treat wastewater of chemical plant. On the basis of measuring and analyzing, this paper discussed the possibility of use UASB to treat high strength organic wastewat

3、er. Besides, the effect of COD value and salt concentration to UASB treatment effect efficiency and selection of its key parameters were also discussed.Key wordsUASB Contact aerator Anaerobic Aerobic Organic wastewater1. 前言 受上海某化工廠的委托，為其全廠的廢水處理進行工藝設計。此家化工廠主要產品有羧甲基纖維素（CMC）、賽璐珞和一氯乙酸等，是一家中等規(guī)模的化工企業(yè)，該廠在生

4、產過程中，會產生一定量的高COD、BOD和高含鹽量的高濃度有機廢水，全廠所排廢水可分為兩大類，一類為CMC車間酒精蒸餾殘液，濃度高（CODcr約為50000mg/L），含鹽量高（約6）；另一類為全廠的綜合廢水，濃度相對較低。 由于高濃度有機廢水采用一般的物理化學法和常規(guī)的生化處理的方法很難達標，為此擬采用UASB+接觸氧化法的生化處理工藝。 UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket），是目前國內外較先進的處理工藝，與其它大多數(shù)厭氧生物處理裝置不同之處是（1）廢水由下向上流過反應器；（2）污泥無需特殊的攪拌設備；（3）反應器頂部有特殊的三相（固、液、氣）分離器。其

5、突出優(yōu)點是容積負荷大，處理效率好，運行性能穩(wěn)定，構造比較簡單。 為了檢驗該廢水處理工藝的可行性，對此家化工廠的高濃度有機廢水進行了生化處理模型試驗。2. 模型試驗方法2.1 廢水 CMC生產廢水由業(yè)主提供，經測定CODcr為42640mg/L, BOD5為20700mg/L，含鹽量（以總非揮發(fā)性固體代）5.54%。該廢水經過配水稀釋，調節(jié)pH和溫度（28±2），同時按比例添加N、P等營養(yǎng)鹽1后進入?yún)捬醴磻鳌?接觸氧化模型進水由厭氧模型反應器出水配水稀釋，并適當添加N、P等營養(yǎng)鹽。2.2 模型裝置2.2.1 CMC廢水處理模型裝置CMC廢水厭氧處理模型如圖1所示。圖1. 厭氧處理模型

6、 試驗用厭氧處理模型為UASB反應器，同時其上半部分設置了彈性填料，因此，又兼具AF的特點。為保證進水一定的上流速度，特設一回流泵，將出水回流。2.2.2 接觸氧化模型裝置 接觸氧化模型裝置如圖2所示。圖2. 接觸氧化模型裝置2.3 檢測指標和測定方法 檢測指標主要有：CODcr、BOD5、總非揮發(fā)性固體、pH和水溫。測定方法見參考文獻2。3. 結果及討論3.1 CMC生產廢水厭氧處理試驗3.1.1 顆粒污泥的馴化 由于厭氧模型試驗所用的顆粒污泥取自啤酒廠的廢水厭氧處理裝置，其原處理水質與CMC生產廢水有較大的差異，因此，在模型試驗的第一階段，采用人工配制的含鹽含酒精廢水對厭氧顆粒污泥進行馴化

7、，目的是使之逐漸適應CMC生產廢水含鹽量較高和含酒精的特點，馴化過程中進水水質和負荷如表1。表1 馴化過程進出水水質情況時間(d)進水COD(mg/L)含鹽量(%)容積負荷(kgCOD/m3d)出水COD(mg/L)去除率(%)140280.52.87540280.52.87237641.0651370.83.6961051370.83.696259049.6 從表1可知，隨著馴化的進行，盡管進水COD濃度由4028mg/L增加至5137mg/L，鹽度從0.5%增加至0.8%，容積負荷從2.87增加至3.696，厭氧模型裝置的COD去除率仍由開始的41增加至49.6%，這說明在UASB中接種顆

8、粒污泥，可以達到迅速啟動的目的，同時經過馴化，該厭氧裝置中顆粒污泥已開始逐漸適應含鹽含酒精廢水。3.1.2 CMC生產廢水模型試驗 經測定，所取CMC生產廢水的水質情況如表3所示。將此廢水進行配水稀釋，調整pH和水溫，并適當添加N、P等營養(yǎng)鹽后，進入?yún)捬跄Ｐ头磻?。? CMC生產廢水的水質CODcrBOD5含鹽量4264020700mg/L5.54% 試驗期間，厭氧模型反應器運行情況如表3所示。表3 UASB裝置運行情況時間(d)進水裝置容積負荷(kgCOD/m3d)出水COD(mg/L)COD去除率(%)COD(mg/L)含鹽量(%)053360.73.69153200.73.693054

9、 42.6253150.73.672918 45.1362910.85.252982 52.6462800.85.243058 51.3562610.85.232918 53.4663370.85.272877 54.6763921.15.282800 56.2886201.16.483482 59.6986791.16.463880 55.31087271.16.493709 57.51186891.17.563745 56.91487601.17.543539 59.61586711.17.553451 60.21786381.17.493317 61.619106001.49.14971

10、 53.120105401.49.16261 40.621104501.49.17096 32.122106001.49.18109 23.5 由上可知，盡管CMC生產廢水的成分與人工配制廢水仍有較大的不同，經過馴化的顆粒污泥對CMC生產廢水表現(xiàn)出較強的適應能力。在初始階段，CMC生產廢水經稀釋8倍后進入?yún)捬醴磻魈幚?，其COD去除率即可超過40。 隨后逐漸減少廢水的稀釋倍數(shù)，從稀釋8倍到稀釋5倍，增加進水濃度，進水COD從5330mg/L逐漸提高到8638mg/L，含鹽量由0.7%逐漸提高到1.1%，反應器的容積負荷也從3.69kgCOD/m3d增加到7.5 kgCOD/m3d，隨著時間的推

11、移，COD去除率逐漸提高（由40左右增加到60以上）。這說明，在厭氧反應器容積負荷為7.5kgCOD/m3d ，CMC生產廢水稀釋5倍進入時，UASB顆粒污泥未受到明顯的抑制作用，厭氧反應器對CMC生產廢水的COD去除率達60以上，而且隨著時間的推移，在進水濃度保持不變的情況下，其COD去除率還可能繼續(xù)增加。 繼續(xù)增加進水的COD濃度和鹽分，當COD濃度超過1萬mg/L，含鹽量達1.4%時，厭氧反應器的去除效率開始降低。這可能是由于進水鹽分太高，顆粒污泥受到抑制所致。 因此，對CMC生產廢水利用UASB進行厭氧處理時，厭氧反應器容積負荷宜控制在7.5kgCOD/m3d，進水含鹽量不宜超過1.1

12、%（這與參考文獻1中試驗數(shù)據(jù)相符）。CMC生產廢水經厭氧處理后，COD可去除60以上。而且，在此運行條件下，隨著試驗時間的延長，COD去除率還可能繼續(xù)提高。3.2 好氧處理模型試驗 為模仿全廠廢水的水質情況，將CMC生產廢水經UASB反應器處理后出水配水稀釋約5倍，并適當添加N、P等營養(yǎng)鹽后進入接觸氧化反應槽，停留時間為15小時，進出水水質如表4所示。表4 好氧處理模型試驗結果 進水COD出水 COD去除率 937146.884.3%98.7*89.0%*：經過濾后測定CODcr 由表4可知，CMC生產廢水配水稀釋至937mg/L后，經好氧接觸氧化處理，出水COD可小于150mg/L，經過濾后

13、達到100mg/L。4. 結論4.1 此家化工廠CMC生產廢水采用UASB工藝進行預處理是可行的。經厭氧處理后，COD去除率可達60以上。建議進入?yún)捬醴磻鞯膹U水含鹽量不超過1.1%，容積負荷以7.5kgCOD/m3d為宜。4.2 CMC生產廢水經UASB厭氧預處理后與全廠廢水混合，經好氧處理，出水COD可小于150mg/L，出水經過濾后COD可達到100mg/L。參考文獻1. 賀延齡編著，廢水的厭氧生物處理，中國輕工業(yè)出版社，19982. 國家環(huán)保局編制.水和廢水監(jiān)測分析方法.第三版，水和廢水監(jiān)測分析方法編委 會編，北京:中國環(huán)境科學出版社出版,1989第一作者湯立炯簡介：湯立炯，1969年

14、5月出生，1991年畢業(yè)于上海工業(yè)大學環(huán)境工程專業(yè)，取得工學學士學位。1991年畢業(yè)后加入上海市機電設計研究院環(huán)保設計室，先后取得“環(huán)境影響評價” “勞動安全衛(wèi)生預評價”執(zhí)業(yè)資格，國內第一批經考試認定的“注冊造價工程師”之一，具有“建設工程發(fā)包代理”資格證書，可參與招投標代理工作。 2000年赴日本參加 “ENVIRONMENTAL POLLUTION PREVENTION FOR CHINA”的課程研修，取得結業(yè)證書。工作期間主要從事工廠企業(yè)及住宅的環(huán)保工程設計、造價、及環(huán)境影響評價和勞動安全衛(wèi)生評價。已先后設計完成“上海大眾汽車有限公司乳化液廢水處理站”、“聯(lián)合汽車電子有限公司污水處理站”

15、等多個上海市重點工程項目的污水治理分項的工程設計，并取得滿意的效果。參與了上海通用、上海大眾等一系列重大項目環(huán)保工程的造價工作，有著豐富環(huán)保工程造價經驗。隨著“勞動安全預評估”制度的實施，近年來又先后編制完成了“肇嘉浜排水系統(tǒng)改造工程”、“上海松江區(qū)東部地區(qū)污水系統(tǒng)工程”、“上海市自來水閔行有限公司閔行二水廠污泥處理工程”等一系列項目的勞動安全衛(wèi)生評價報告。作者現(xiàn)工作單位：上海市機電設計研究院地址：上海市靜安區(qū)北京西路1287號郵編：200040電話：02162472277(總機)轉環(huán)保設計室傳真：02163516188電子郵件：tanglijiong上海市機電設計研究院簡介：上海市機電設計研究院(SIMEE)創(chuàng)建于1953年，是國家核準的具有機械工程、建筑、輕工、醫(yī)藥工程設計甲級資質及工程總承包、工程監(jiān)理、項目管理及對外經濟技術合作等多項資質的大型綜合性設計企業(yè)。其主要業(yè)務范圍是：機械、輕工、醫(yī)藥、電子工程設計、建筑工程設計、民用建筑設計、機電設備設計、工程總承包、工程技術咨詢、工程監(jiān)理、工程項目管理、工程投資審價等。該院現(xiàn)有專業(yè)工程技術人員800余名，其綜合實力踞全國勘察設計單位