大型UASB装置处理发酵药物混合废水工程林锡伦

1990年8月中国沼气第8卷第3期29大型UAsB装置处理发酵药物混合废水工程林锡伦(江苏无锡第二制药厂污水处理站)我厂生产柠檬酸、庆大霉素、螺旋霉素等发酵药物,在生产过程中产生大量的高浓度有机废水,日排放废水量400m“,其中30om“为柠檬酸废水,75m“为庆大霉素废液,废水COD为2.0~3.0万mg/l,pH4.5、5.。,颜色棕褐色,温度45~50℃,不经处理直接排放,严重污染厂区周围水体。从1980年就开始进行厌氧消化处理的试验工作。1984年完成了日处理400吨高浓度有机混合废水厌氧消化处理工程的设计,1987年8月,2只反应器正式投入试运转,1988年11月,整个全流程都开始起用.至今为止,4只反应器运行一切正常,COD去除率均在90肠以上,所形成的颗粒污泥最大粒径为6、7,:Inl,稳定性良好。筛废浓等组成,其废水的特点是①55含量较高,且庆大菌丝体细小,不易沉降,②残余J亢生素和一定量的盐类成分对厌氧菌有抑制作用;③COD浓度波功较大,废水组分很不稳定,这主要是庆大霉素废液是集中排放,时间短,在每天下午3一7点之间庆大霉素废液所占比例高达60一70帕。废水水质情况见.表1。表1混合废水水质情况分析值分析值pH温度(`C)CODcr(mg/l)BOD。(rngl/)悬浮物(tngl/)4。sees。0今5ee5020000一3000011000一15000700Q一8000总盆(mgl/)残糖(口盯1)500一700116一15050-4mg/1)}1100一x300梢时舀色一、废永的组成与特性祝合废水由柠檬酸废糖水和庆大霉素过二、UASB工艺与设备主f箱1阖肖;、却;益自坚刊一泛一钟犷、丫`一,I二j~几」勺伽黝七.集水池7.沉淀池t3.气休流量计2.污水泵8.污泥池14.气水分离器图1UASB工艺流程图3.调节池4.进料泵9.板框压睡表10.水封器巧·罗茨鼓风机5.流里计11.脱硫器。.UASB反应器12.气柜301090年8月中国沼气第8卷第3期1.工艺流程各车间废水排入集水池,由污水泵送入站内调节池中,控制好进料量经计量后,用进料泵送入UASB反应器,经厌氧发酵处理后的消化液溢流进沉淀池。反应器产生的沼气经脱硫后进入气贮柜贮存。再经气水分离和计量后送往用户使用。具体流程见图l。2.UASB反应器UASB反应器采用钢筋混凝土现浇结构,平面尺寸7欠7m“,实际有效消化体积为每只20om”,共建4只。该反应器上部设气、液、固三相分离器,每只反应器中都装有各自独立的4只分离器组成一组,其高度控制在l米左右,用钢板制作而成。同时在反应器不同高度设立5个采样点,以便采样分析了解污泥分布情况。三、结果与讨论1.发酵温度根据混合废水自身温度较高等特点,故采用中温发酵(38士2℃)。虽然大型UASB反应器建于室外,但我们采用聚苯乙烯泡沫板保温后,即使冬季气温在O℃以下,不另加补充热量,只要正常连续进料,发酵产气能正常进行。即发酵温度如低于35℃时,发酵效率就会出现明显下降,UASB反应器将无法正常运转。1989年11月份,在我厂柠檬酸车间停产大修期间,反应器内发酵温度从40℃下降到24℃。但恢复生产后,当我们采用每日提高发酵温度2~3OC这种进料方式后,很快在一周内使温度上升到35`C以上,即趋于正常处理状态,投入使用。2.UASB的启动UASB工艺优于其它方法的突出优点是在反应器内可培养出活性高、沉降性能好的顺粒污泥。所以,启动阶段能否培养出活性高、沉降性能好的污泥是正常运行的关键.(l)接种污泥取自农村沼气池、本厂下水道污泥和城市大粪,进反应器前经筛选驯化处理。投加量约15一20肠。(2)进料采用原水浓度先恨据反应器中污泥量、pH和温)乞确定进料量,然后测定反应器内(C〕D浓度和pH的变化,逐步缩短水力滞留时间,提高有机负荷,一般只要反应器内pH不低于6.5,尽量增大有机负荷,同时,密切注意产气量的变化和CO:在沼气中的含量。(3)进料方式采用脉冲问歇进料由于开始时接种污泥量少,活性相对较低,且进料量少(即有机负荷低),进入UASB反应器后所产生的气体还不能形成对污泥搅拌,使其与基质充分混合接触,所以脉冲间歇进料,加强回流是很有必要)3.正常连续运转阶段目前本站4只UASB反应器都处于连续进料正常运行的良好状态,其实际处理效率见表2。表中数据是1989年里月至12月连续稳定运行期间所得到的结果。从表2数据看出,4只反应器妥际处理效率水平相接近,COD去除率都岁、于90肠,表24只UASB反应器连续运行结果常耘·…三上三…竺竺i望…·二除率…妙荷”、…,气气遗、几:·塑抖兰浮兰~兰{生查华半件二兰厂竺缨共二半二丫兰’}2·。}4,g{’·45{“3450}“川}”0·“6}’`”5{。`44!6`“…2·。…连·’…`·50{23450…`560…。3·35{`’·’5{“·`616`”{2·01`·,…’·50…’3450!`,8,{。2·4`{’`.’5{。“5…664_{:2·o{4·。{`·4。{“3`50}“06`}9“2`{`”`5{:。’`3_{:6`1990年8月中国沼气第8卷第3期31稳定性好,说明本工艺在设计上,尤其是运行管理技术方面是成功的。4.颗粒污泥的形成颗粒污泥,尤其是颗粒较大的顺粒污泥的培养是比较难的。而UASB工艺的稳定性和高效率很大程度上是取决于服粒污泥的形成。颗粒污泥培养形成过程大致可分三段:(l)初期运行阶段接种污泥开始培养驯化,到反应器内的有机负荷达到3一4kgCOD/m“·d,此时需加强污泥回流。时间约需1个月。(2)形成阶段将有机负荷提高到5一6kgCOD/m3·d,直至反应器内有顺粒污蕊出现为止。此时污泥沉降性能较好,取样观察,污泥分层清晰。需花l个半月时间。(3)j戈熟阶段特点导顺粒污泥大量形成,颗粒逐步增大,整个反应器内由下至J:都有颗粒污泥,反应器的有机负荷达到10kgC()D/m“·d以上。5.颗粒污泥性状颗粒污泥外观形态不规则,基本上呈卵形,直经一般在0.1一3毫米,最大可达到6一7毫米,部份颗粒内有硬心,其硬心的大小、形状都不等。经观察,凡是污泥的颗粒大于3毫米,典颗粒污泥的内心就存在漪2一3个硬心组成。随着颗粒污泥的不断形成,污泥浓度为10)8060ǎ工)uJ4020侧ō嫩坦画0125图210’201---36时间`分.悬浮区污泥沉降曲线35一45肠(v/v),污泥沉降性能得到改善,沉降速度不断增加,经取样自然沉降后上清液微黄透明,污泥容积指数(SVI)约14一18ml/g。图2是悬浮区污泥沉降曲线。四、结论与问题1.实际处理结果表明:利用上流式厌氧污泥床处理发酵药物混合废水是可行的,运行情况稳定,消化时间短,所形成的颗粒污泥,一般直径为0.1一3mm,最大可达6一7mm,沉降性能极好,为今后日常生产管理带来了方便。2.UASB反应器的启动应根据反应器的pH值和COD去除率,尽可能地迅速增大反应器的COD容积负荷。在启动初期,一定要采用间歇脉冲进料的方式搅拌,以弥补因产气不足而不能达到菌体与基质的充分接触。3.UASB反应器对进料中55含量的要求并不很严格,据我们9年多(包括小试中试等)实践证明,进料废水中所含55量在一定范围内((1500omg1/)对OOD去除率无多大影响,相反,55含量高一些时,更便于反应器日常运行管理,污泥颗粒要比一般大。4.UASB工艺的稳定性和高效率,主要取决于生成具有高浓度的活性污泥,特别是沉降性能良好和较高产甲烷活性的飘粒污泥.本装置表明,在UASB反应器内能否培养出颗粒状污泥决定本工艺的成功与失败。5.进行气、液、固三相分离器设计时,一定要从结构上重视考虑浮渣和翻气现象等间题,这对生产性装置的正常长时间运行尤其重大。6.对接种污泥的要求并不严格,但活性高的污泥能缩短其驯化启动时间。7.存在问题(l)反应器发酵温度有时偏高,特别是夏天曾经高达48OC,处理效果有所下降。(2)沉淀池沉降还不够理想,存在着严重短路现象,据实测,在池内沉降滞留时间只有5一10分钟,造成最后出水带泥较多。