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        江苏铭盛环境

        上流式厌氧污泥床处置生物柴油工业废水

        文章出处:未知发表时间:2021-12-06 13:53:36


         

        图片2 

         

          生物柴油是一种新型的可再生的生物质能源,是目前极具开展潜力的替代能源之一。但生物柴油生产也随同着废水污染问题。生物柴油废水主要产生于水洗阶段,是一种集悬浮油、乳化油、溶解性有机物及盐于一体的多相体系,主要污染物包括油、COD、硫化物、碱、盐、醇、烃类、悬浮物以及氨氮等。废水处置难度很大,特别是硫酸盐含量高时,会严重影响生化处置效果。上流式厌氧污泥床(UASB)工艺是一种具有很大应用前景的生物柴油污水处置技术,具有运转费用低、剩余污泥量少和有机负荷高等优点。但也存在反响速度较慢、反响时间较长、处置构筑物容积大、耐高含量硫酸盐才能差、有机酸积聚快和启动周期长等问题。

         

          为处理上述问题,本研讨经过UASB处置生物柴油废水的实验,剖析UASB工艺在投加填料前后对生物柴油废水的处置效果和运转规律,以期为相似废水的处置提供技术支持。

         

          1、实验局部

         

          1.1 实验目的

         

          实验在北方某生物柴油工业废水处实行。处置用水为该厂经过预处置的含油污水,由生产废水(包括原料杂水、工艺生产水、工艺生产甘油、浓硫酸)、冲刷废水、锅炉房废水和生活污水组成。生产废水(COD高达500600g/L)是主要废水,其中含硫酸、甘油的质量分数分别为10%40%,甲醇、短链有机物、脂肪酸、脂肪酸甲酯、油脂等合计质量分数2%。实验经过投加一定比例、一定粒径的颗粒化填料作为厌氧微生物的载体,来快速提升UASB设备中微生物的活性和数量,从而提升UASB设备对生物柴油废水中污染物的去除效果,以及UASB反响设备的容积负荷,并优化工艺参数,进而降低UASB设备的投资本钱。

         

          1.2 实验设备

         

          实验设备如图1所示。

         

        图片16 

          实验设备主体由有机玻璃管制成,以利于察看UASB设备运转过程中发作的现象。厌氧反响柱直径200mm,总高约2m。顶部设置三相别离器、出水口和沼气搜集设备,以利于气、液、固三相的别离,沼气搜集设备与气体流量计相连;中间筒体进废水和外循环加热水;底部设置进水箱和外循环水加热箱,进水分别经过泵自动控制。外循环系统经过泵调控UASB设备中废水的上升流速。

         

          1.3 实验过程

         

          将厌氧污泥(取自该厂一期UASB厌氧污泥,污泥接种量36g/L)和颗粒填料(投加量为设备有效容积的5%,详细参数如表1所示)先后装入UASB反响设备,控制循环上升流速为0.2m/h、温度为35℃,比照填料投加前、后UASB设备对污染物的去除效果。

         

        图片17 

          实验过程中废水由进水箱经过泵进入UASB反响设备后,在反响区与微生物实行反响后进入三相别离器实行气、水、泥的三相别离,产气量经过气体流量计丈量,出水经过出水口排出,污泥降落返回反响区继续实行废水处置。设备反响温度控制为35℃,通入加热箱加热外循环水进入筒体来控制UASB的反响温度。为了提升废水的处置效果,经过泵调理UASB外循环流速来控制废水的上升流速。

         

          1.4 剖析办法

         

          水质剖析项目为COD、产沼气量、有机酸含量和pH。其中COD经过重铬酸钾法测定,产沼气量经过气体流量计读数丈量,有机酸含量采用化学滴定法检测,pH采用pH计测定。

         

          2、结果与讨论

         

          2.1 COD的去除效果

         

          实行UASB设备加装填料(进水体积流量2.4L/d)和不加装填料(进水体积流量0.8L/d)状况下COD去除效果的比照实验,结果如图2和图3所示。

         

        图片18 

        图片19 

          从图2和图3能够看出,出水COD随着进水COD的增大而增大,COD去除率总体上随着容积负荷的增大而减少;UASB设备加填料后单位时间废水处置量明显增加,且前期微生物挂膜启动时间明显缩短。

         

          在不加填料的状况下,当控制进水体积流量为0.8L/d,进水COD70.55g/L时,COD的均匀去除率为84.9%,此时COD容积负荷为5.13kg/(m3·d);当进水COD增加为115.3g/L时,COD的去除率为80.7%,此时COD容积负荷为8.4kg/(m3·d)。在不加填料的状况下,前期出水COD偏高,剖析缘由以为是接种底泥中局部COD释放到水中所致。

         

          在加装填料的状况下,当控制进水体积流量为2.4L/d,进水COD59.18g/L时,COD的均匀去除率为88.6%,此时容积负荷为12.9kg/(m3·d);当进水COD增加为125.1g/L,容积负荷为27.3kg/(m3·d)时,COD的均匀去除率为71.9%,当COD容积负荷提升54.6kg/(m3·d),此时COD的去除率降落为57.97%COD容积负荷从12.9kg/(m3·d)增加到54.6kg/(m3·d),固然此时建立本钱降低了约3/4,但是设备的运转稳定性明显变差,COD的去除率也降落了约30%

         

          综上所述,在不加填料状况下,UASB设备容积负荷为5.13kg/(m3·d)时对COD的去除率最高,为84.9%;在加填料状况下,从建立本钱、COD去除率和设备运转稳定性方面思索,COD容积负荷为12.9kg/(m3·d)时效果较好,此时COD去除率为88.6%。因而倡议,UASB设备COD容积负荷不加填料状况下宜取46kg/(m3·d),在加填料状况下宜取1013kg/(m3·d)

         

          2.2 产沼气量的变化

         

          实行加填料(进水体积流量2.4L/d)和不加装填料(进水体积流量0.8L/d)状况下的产沼气量比照实验,剖析UASB设备产沼气量v的变化,结果如图4、图5和表2所示。

         

        图片20 

          从图4、图5和表2能够看出,产沼气量前期随着进水COD的增加而增加,后期又呈现降落的趋向。在不加填料的状况下,当进水COD70.55g/L时,产沼气量为1.84L/d,此时COD容积负荷为5.13kg/(m·3d)。在加填料的状况下,当进水COD18.27g/L时,产沼气量为11.88L/d,此时COD容积负荷为3.99kg/(m3·d),出水中有机酸浓度为7.95mmol/L。后期产沼气量随出水中有机酸含量的增加而呈现明显降落趋向,当出水中有机酸浓度为98.81mmol/L时,产沼气量降为0.77L/d。后期产沼气量呈现降落趋向,剖析以为是出水中有机酸的大量增加使产甲烷菌遭到了抑止所致。

         

          综上所述,在不加填料状况下COD容积负荷为5.13kg/(m3·d)时沼气产量最大,为1.84L/d;在加填料状况下,COD容积负荷为3.99kg/(m3·d)时沼气产量最大,为11.88L/d。比照不加填料的状况,UASB设备在加填料的状况下,产沼气量明显增加,剖析缘由以为是作为微生物载体的填料比外表积大、孔隙率高,使得UASB设备中产甲烷菌数量明显增加,从而沼气产量明显增大。因而,从沼气产量和能源应用角度思索,COD容积负荷倡议取36kg/(m3·d),同时控制出水中有机酸浓度<8mmol/L

         

          2.3 有机酸含量和pH的变化

         

          实行加填料状况下的有机酸和pH变化实验,进水COD5个阶段提升,每阶段运转2d,每天同一时间取样检测,剖析出水中有机酸含量和pH的变化,实验结果如图6所示。

         

        图片21 

          从图6能够看出,出水中有机酸含量随进水COD增加根本呈现上升的趋向,有机酸不时累计,剖析缘由以为是,每阶段COD大幅提升后2d的稳定运转时间较短,产甲烷菌来不及合成厌氧反响产生的有机酸,大量累计的有机酸致使产甲烷菌遭到了抑止。

         

          从图6还能够看出,出水pH随进水COD增加呈现降落的趋向。剖析以为是有机酸的不时累计所致。为保证COD的去除效果和沼气产量,倡议控制出水pH>6.8。假如出水pH≤6.8,应在进水中恰当加碳酸钠或氢氧化钠调理。

         

          3、结论

         

          UASB设备出水COD随进水COD的增大而增大,COD去除率总体上随进水COD容积负荷的增大而减小。当进水COD59.18g/L时,填料装填体积比为5%时,UASB设备COD的去除率为88.6%,此时设备容积负荷为12.9kg/(m3·d)

         

          产沼气量前期随进水COD的增加而增加,后期由于出水中有机酸的大量积聚而呈现明显降落的趋向。在加填料状况下,当进水COD18.27g/L时,UASB设备产沼气量可达11.88L/d,此时UASB设备COD容积负荷为3.99kg/(m3·d)

         

          出水有机酸含量随进水COD增加根本呈现上升的趋向。出水pH随进水COD增加呈现逐渐降落的趋向。

         


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