蛋白废水的厌氧调试孙鲁生

25CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2006.9工程应用EngineeringApplication孙鲁生1，马林2，陈彤1，张瑞3，唐一2（1.山东鲁抗医药股份有限公司，山东济宁272021;2.北京杰佳洁环境技术有限公司，北京100083;3.山东凯赛生物有限公司，山东济宁272021）摘■要:某蛋白厂废水处理厌氧过程采用了UASB工艺，经过一段时间的调试，UASB处理能力已满足排放要求，处理效果稳定，COD去除情况良好。关键词:蛋白废水;COD;UASB中图分类号:X703文献标志码:B文章编号:1006-5377（2006）09-0025-04AnaerobicDebugginginAlbuminousWastewaterSUNLu-sheng,MALin,CHENTong,ZHANGRui,TANGYi某蛋白厂废水处理项目厌氧过程采用了UASB工艺，经过4个多月的调试，UASB的处理能力已满足了生产的排放要求，效果良好。具体调试情况如下。1UASB设计进出水水量水质进水水量：1350m3/d；进水水质：COD7511mg/L，SS414mg/L，油脂0.4mg/L，NH3-N277mg/L；出水水质要求：COD去除率＞85%。2工艺流程2.1■工艺流程（见图1）初沉池出水升温并投加营养盐后，经过UASB进水泵提升，少部分直接跨越至SBR池，为其脱氮补充碳源；其余则均匀进入UASB池，经厌氧消化处理，去除大部分有机物后，出水自流入SBR池进一步处理。UASB出水可根据需要通过回流泵进行回流。产生的沼气经过收集进入水封罐。2.2■UASB结构UASB反应器是荷兰学者Lettinga教授在20世纪70年代中期开发的，该装置主要由污泥床区、污泥悬浮区和沉降区三部分组成。沉降区设置了固、液、气三相分离器，可使反应器中的污泥、污水和沼气得到有效分离。污泥脱气后沉淀回污泥床区，最大限度地滞留了反应器内的厌氧微生物量。通常条件下反应器内的污泥浓度在30g/L以上，远高于好氧污泥的3～4g/L。沼气通过集气罩收集，污水经处理后排出反应器。本工程UASB反应器为长方形，共分A、B、C池三组，每组又隔成三池，共九池。每组的三池间相互连通，每池内有布水器四组、三相分离器三组、出水堰板两组。3污泥接种菌种来源：某工业污水处理站；菌种成分：主要为图1工艺流程进水跨越产气至水封出水进水回流泵A池B池C池蛋白废水的厌氧调试26中国环保产业2006.9工程应用EngineeringApplication好氧脱水污泥；颜色：深褐色；含水率：80%左右；接种污泥浓度：25kg/m3；嗅味：微臭。4进液调试4.1■UASB设备调整此阶段UASB少量进水，对其主要设备（三相分离器、出水堰等）进行检查，相应的仪表进行安装和调试。4.2■UASB进液调试4.2.1调试过程初次启动通常是指对一个新建的未经驯化的非颗粒污泥进行接种，使反应器达到设计负荷和有效去除有机物的过程。由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖速度很慢，厌氧反应器的启动需要较长的时间，因此这被认为是高速厌氧反应器的一个不足之处。但是，一旦启动完成，停止运行后的再次启动可以迅速完成。Lettinga教授把UASB的初次启动和颗粒化过程分为三个阶段：（1）启动的初始阶段这一阶段是指反应器负荷低于2kgCOD/m3·d的阶段。在该阶段，反应器的负荷由0.5～1.5kgCOD/m3·d或0.05～0.1kgCOD/kgVSS·d的污泥负荷开始。该阶段洗出的污泥仅限于种泥中非常细小的分散污泥，污泥被洗出主要是由于水的上升流速和逐渐产生的沼气。（2）反应器负荷上升至2～5kgCOD/m3·d的启动阶段该阶段污泥的洗出量增大，其中大多为絮状污泥。洗出的原因是沼气的产生和上升流速的增加引起的污泥床的膨胀。大量污泥被洗出后，留下的污泥中逐渐产生颗粒状污泥。（3）反应器负荷超过5kgCOD/m3·d以后该阶段，污泥洗出量迅速减少，反应器内的絮状污泥也迅速减少，颗粒污泥加速形成。该阶段反应器负荷可以得到很大提高，当反应器内大部分被颗粒污泥填满时，其最大负荷可以超过10kgCOD/m3·d。该废水处理项目UASB反应器设计负荷为6kgCOD/m3·d。实际生产排放的污水量所达到的负荷为3～4kgCOD/m3·d，因而实际UASB的调试过程经历了上述所说的1、2两个阶段。4.2.2相关监测项目（1）水质监测项目（见表1）（2）水量监测项目（见表2）4.2.3调试数据分析（1）水量的变化（见图2）从图2的流量变化曲线可以看出：工艺废水中有少量废水直接跨越进入SBR池，其余进入UASB反应器（工艺废水流量=UASB进水流量+跨越至SBR的流量）。UASB进水量随时间稳步提升，厌氧反应器负荷也逐渐增加。中间由于停产，UASB进水中断。UASB回流水量随UASB进水量的增加而逐渐减小。UASB回流主要在调试初始阶段进行，目的是在UASB回流水槽内加蒸汽，通过回流使反应器尽快升温。另外由于UASB初始阶段进水量较小、水力负荷较低，通过回流也可增加其水力负荷。当UASB进水量达到240m3/d后，回流停止。（2）进出水COD的变化（见图3）表1水质监测项目序号指标名称取样点取样频率1CODUASB进水每天2CODUASB总出水每天3SSUASB进水每天4SSUASB总出水每天5pHUASB进水每天6pHUASB总出水每天7pH每个UASB池出水在线监测8温度UASB进水在线监测9温度UASB总出水每天10温度每个UASB池出水在线监测11VFA（挥发性脂肪酸）UASB总出水每天12污泥床SV%（污泥浓度）UASB池壁取样管每周13污泥床MLSS（污泥沉降比）UASB池壁取样管每周表2水量监测项目序号指标名称监测点监测频率1UASB进水量工控机,现场仪表在线监测2产气量工控机,现场仪表在线监测3UASB池顶H2S量工控机,现场仪表在线监测图2进水水量变化情况27CHINAENVIRONMENTALPROTECTIONINDUSTRY2006.9工程应用EngineeringApplication图3UASB进出水COD变化情况从图3的COD变化曲线可以看出：UASB进水浓度较高，平均为8985.2mg/L。对于UASB出水的COD值，分别进行了其溶解性COD值和总COD值的监测。监测结果表明，UASB出水COD值比较稳定，但也有几次波动。前80天的几次波动主要是由于UASB系统还不太稳定，进水COD浓度的剧烈变化导致了出水COD的升高。而第95-100天的一次UASB出水总COD值升高是由于UASB进水不均造成的，但此时UASB的运行已比较稳定，UASB出水溶解性COD值变化不大。厌氧进水的不均匀使其出水的SS突然变大，最终导致了UASB出水总COD值的升高。通过对UASB进水的调整，问题得到了解决。（3）COD去除率的变化（见图4）从图4的COD去除率变化曲线可以看出：UASB反应器COD去除率比较稳定，几次波动主要是由于出水COD升高造成的。（4）进出水pH的变化（见图5）从图5的进出水pH变化曲线可以看出：UASB反应器进水pH为4～5，出水pH基本保持在6.8～7.2。厌氧反应始终在正常稳定的pH环境下运行。（5）进出水SS的变化（见图6）从图6的进出水SS变化曲线可以看出：UASB反应器进水SS基本保持在1000mg/L以下。而UASB自调试的第33天以后波动较大，这主要是因为反应器负荷上升至2kgCOD/m3·d以上。一般厌氧负荷在2～5kgCOD/m3·d时，会由于产气和上升流速的增加而引起污泥床的膨胀，使污泥的洗出量增大，其中大多为絮状污泥。厌氧负荷超过5kgCOD/m3·d后，絮状污泥将迅速减少，同时污泥中开始逐渐产生颗粒状污泥。现有生产废水水量构成的负荷为3～4kgCOD/m3·d，这意味着污泥的洗出将会持续较长时间。（6）UASB负荷的变化（见图7）从图7的UASB负荷的变化曲线可以看出：除第30天（停电）和第57-63天（停产）外，UASB反应器负荷逐渐呈线性升高，最终处理完全部工艺废水时，厌氧反应器的负荷为3～4kgCOD/m3·d。（7）出水VFA的变化（见图8）从图8的出水VFA（挥发性脂肪酸）变化曲线可以看出：UASB反应器出水VFA在调试开始的前10天较高，主要是由于厌氧开始调试时，UASB池内水温较低，厌氧菌（特别是产甲烷菌）生长缓慢，使VFA得到累积。之后随着水温升高，VFA值开始逐渐降低并趋于稳定，图4COD去除率变化情况图5UASB进出水pH变化情况图6UASB进出水SS变化情况图7UASB负荷变化情况28中国环保产业2006.9工程应用EngineeringApplication直至厌氧调试完成。（8）产气量的变化（见图9）从图9的UASB产气量的变化曲线可以看出：UASB反应器产气量随厌氧负荷的增加逐渐升高，产生效果良好。（9）产气率的变化（见图10）图10UASB产气率变化情况图8UASB出水VFA变化情况图9UASB产气量的变化情况从图10的UASB产气率的变化曲线可以看出：UASB反应器的产气率基本维持在每去除1kgCOD产生沼气0.4～0.45m3。5结语调试后期通过对厌氧污泥床的取样可以看到，已经开始形成少量颗粒污泥，这说明蛋白废水在经过UASB反应器的处理过程中可以形成颗粒污泥，并且处理效果稳定，COD去除率在85%以上。通过观察UASB进水可以发现，进水中常带有线状悬浮物，如长期将其带进UASB，极容易堵塞布水器，从而导致UASB进水严重不均，反应效果变差。所以建议加强UASB前悬浮物的去除。■《中国环保产业》由国家环境保护总局主管、中国环境保护产业协会主办。经国家新闻出版署、国务院新闻办审核备案，定为中国期刊全文数据库全文收录期刊；入选为中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊、中文科技期刊数据库全文收录期刊、中国核心期刊（遴选）数据库；获首届《CAJ-CD规范》执行优秀期刊。邮发代号82-865。本刊以“依靠科技进步，发展环保产业”为宗旨，宣传、贯彻国家环保方针、政策、法规，介绍国内外先进的环保技术和产品，交流行业管理经验，沟通市场信息。主要栏目有：企业之星、政策法规、项目信息、论坛、行业报告、工程应用、研究进展、国外环保动态、重点实用技术推广项目等栏目。适合在环保领域从事管理、科研、工程设计与施工、教学、生产的人员及一切关心环保事业的朋友阅读。国内统一刊号CN11-3627/X，国际标准刊号ISSN1006-5377，大16开本，48页正文，每期定价8元，全年订价96元。全国邮局均可订阅，编辑部全年办理订阅业务。编辑部地址:北京西城区扣钟北里甲4楼二层邮编:100037开户行:工商行北京百万庄支行账号:0200001409014407275收款单位名称:中国环境保护产业协会电话:[phone]传真:[phone]E-mail:[e-mail]