工艺概述

工艺概述某酒精企业污水处理场处理经由酒精蒸发工艺排出的二次蒸汽冷凝水及事故排放的部分离心清液两股废水。平均水量为405m3/d，平均温度为50℃左右，ph值为3.6，原液cod约为8000mg/l,ss为1600mg/l。废水经由酸化调节池进行水解酸化并加碱调整ph值＞6.0，再由耐酸液下泵送至uasb反应器。uasb反应器为钢制矩形罐体，外形尺寸9m×13.6m×6m，有效容积750m3。设计容积负荷(vlr)为4.3kgcod/(m3·d)。进液布水采用一管多孔配水方式。原液经反应器底部经4根布水管分配到各自的支管，并由支管下方等距布水孔射流到反应器底部的反射锥，此时与污泥床上的污泥充分接触并发生扰动。由于采用多孔配水，考虑到布水管道末端容易出现死角及堵塞现象，故在反应器底部设有兼作放空用的排泥管两根。经两台排泥管道泵(q＝25m3/h、h＝30m、w＝4kw、一开一备)送入污泥压滤机。uasb反应器内安装有玻璃钢材质预制的可供水、泥、气分离用的三相分离器，共分16组、三层，由碳钢为加固连接为一整体结构。属多级厌氧分离装置。厌氧水由三相分离器出水堰溢流到集水槽后汇集到出水总管后重力流入好氧处理系统。考虑到北方气候因素，在反应器罐体内距底部1.2m处设有一根蒸汽加热管线，在启动初期及冬季对反应器内部进行直接加热。由集气室所产生的沼气首先由位于反应器顶部的4根支管收集后通过主管进入气液分离器，在进行气液分离后通过水封罐进入沼气柜。沼气柜为浮罩式，设有限位器、排空阀、泄压阀、水封、溢流、蒸汽伴热及柜顶配重。沼气通过输送风机直接运送到锅炉回收利用。初次启动进料流量调整：2001年3月初各装置安装完成后开始初次启动的准备工作，首先将酸化调节池注入清水，打开uasb底部人孔，进入反应器内后启动酸化调节池液下泵向uasb进水，逐一查看穿孔支管射流量是否均匀有无阻塞、死角，并通过阀门调整各支管流出水量基本一致。进水流量调整非常关键，在很多同样布水条件的实例中，布水不均现象多有发生，这样会造成污泥床的形成不均衡，减小反应器的处理能力。种泥的选择：由于没有现成的颗粒污泥，就近选择采购了某生活污水厂的消化污泥(含水率80～85%)；另一部分采购自某酒精厂的厌氧絮状污泥(含水率85～90%)(二次启动)。污泥接种：将污泥投入搅拌罐注入工艺冷却水(30℃)稀释、搅拌，并经过充分筛滤处理后，经临时管线将污泥输送至反应器沉淀区流入罐底。当反应器填充量达到25％时，通入蒸汽升温，开始对污泥进行72h活化，使反应器罐体内温度恒定在37℃～41℃之间，活化过程中每24h进料一次，进料量为25m3/d(cod≤500mg/l)，为防止污泥在活化过程中因沉淀分层，增设一回流管线利用两台排泥管道泵对污泥进行强制回流扰拌。污泥驯化：污泥驯化分为二个阶段进行：第一阶段为初始阶段，分反应器负荷＜1kgcod/m3·d。此阶段周期为70天。第二阶段为提高阶段，1kgcod/m3·d＜反应器负荷＜3kgcod/m3·d。此阶段周期为90天初始阶段：反应器内温度控制在37～39℃之间。每日进料量保持在100m3/d(cod≤1000mg/l)左右控制进水ph值在6.0-6.5之间，当uasb反应器充满后，三相分离器溢流出水部分回流至调节池，这样既可以减少污泥洗出量，也可以节省碱投加量。每天定时取厌氧进出水样，通过观测cod、vfa、ph值三项指标分析反应器内环境状态。保证反应器内cod＜600～800、vfa＜300、出水ph值控制在6.5～7.0之间为正常。根据化验结果调整进水水质水量，测出口水样cod、vfa、ph值，观察进料后反应器工作状态。回流4h以保证反应器内保持升流状态并且将部分较轻的污泥洗出。(由于被洗出的较轻污泥经过调节池又返回到uasb反应器从而在三相分离器溢流堰逐渐生成大量浮渣积累，影响了出水效果，由于本工程未设浮渣冲洗装置，采用人工冲洗，从而增加了操作难度。)系统运行达到10天时，打开气液分离器底阀，发现已有少量沼气产生。当系统运行20天后，出水cod降至100mg/l左右，考虑进行增加进水能力试验，增大了负荷(当时反应器负荷实际为0.13kgcod/m3·d)，连续四天提高进料量达到150～200m3/d，提高负荷(进水cod达到1500mg/l～2500mg/l)，观察出水vfa＞600，之后又连续进料两天，vfa最高达到800以上，反应器出水ph值＜5发生明显“酸化”；沼气产大量减少。七天生产指标如下(表1)。日期指标第21天第22天第23天第24天第25天第26天第27天进水水量m3/d100150200150120100100进水codmg/l11311538154523559671025818出水codmg/l122233437488628788825出水vfamg/l157222357456878875935进水ph值66.266.36.86.76.5出水ph值7.16.96.25.95.45.34.9(表1)(图1)(图2)从(图1)、(图2)的趋势分析中不难看出，虽然在进料过程中进行了相应的调整，但由于进料指标远远超出反应器内负荷，出现“酸化”是不可逆转的。停止进料，增加循环，当停止进料4天后系统参数趋与正常。之后的近20天内，每5天增加50m3/d进料量，而进水cod控制在1000mg/l左右。当系统运行50天后，出水cod保持在200mg/l左右，已达到80％的去除率。再次增加负荷，每5天进料cod增加500mg/l，进料量保持250m3/d，第70天左右进料cod为3000mg/l，出水cod为500mg/l，去除率达80～85％。反应器负荷达到1kgcod/(m3·d)，至此启动第一阶段基本完成。提高阶段：负荷逐日增加，每2天进料cod增加200mg/l，进料量为保持250m3/d。系统运行至30天左右时进料cod为6000mg/l，反应器出水为500mg/l，反应器负荷达到2kgcod/(m3·d)，去除率达80～85％。沼气产量达到400～600m3/d，在此其间发现三相分离器集气室(玻璃钢材质)漏气。厂家来人维修(10d)，将uasb反应器内排出大部分污泥排入调节池保存。二次启动时将保存至调节池的污泥引回至uasb反应器中，同时再投放部分某酒精厂的絮状厌氧污泥进行培养(进料量250m3/d、cod为2000mg/l)，当培养至10天左右，出水cod为200mg/l，此时重新启动开始进行。重新启动后每1天进料cod增加100mg/l，进料量也逐日增加，至80天时进料量达到350m3/d，cod为7000mg/l左右。出水cod为1500mg/l。之后又经过10天左右的调整，到90天后进料量达到400m3/d，cod8000mg/l，出水cod为1200～1500mg/l。反应器负荷为3kgcod/(m3·d)左右。去除率达到80～85％左右，已达到后续好氧工艺进水要求，反应器初次启动成功。小结此装置3月培菌，8月中旬启动成功，历时5个多月。总结以下几点在试车过程中的教训：1接种菌种最好使用发酵工业厌氧污泥，便于驯化培养。2反应器内ph值、温度、vfa作为指导初次启动的主要控制及观察参数。3厌氧菌的培养是个缓慢的过程，进水的cod及水量渐近的均匀稳定的提高是保证初次启动成功的关键。4一定量的回流可以降低运行成本且有助于uasb反应器内溢出的种泥重新利用，改善废水与污泥的混合条件，但容易造成大量浮渣的积累。5注意冬季寒冷气候对整个系统的外部影响。(室外设备及阀门的保温)6三相分离器所有溢流堰应保证同一标高(满水试验时检查)以确保反应器内污泥床高度的均匀。7开车前布水孔布水能力应仔细检查以保证反应器内布水均匀没有死角。8反应器顶部有氧条件下h2s氧化为硫酸对金属、水泥都能造成一定的腐蚀。参考文献王凯军.秦人伟.发酵工业废水处理.化学工业出版社.2000贺延龄.废水的厌氧生物处理.中国轻工业出版社.1998