溫度對改進型厭氧EGSB處理污水的影響

林之虹

(哈高科大豆食品有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)采用了處理水回流技術來增加反應器的水力負荷，改善了污水與污泥的接觸狀態(tài)，對于中溫和低負荷有機廢水，具有較好的處理效果.特別是針對污水含有大量的顆粒態(tài)化學需氧量(COD)、污水濃度變化較大及溫度相對較低等特點，具有較強實用性.傳統(tǒng)的EGSB在整個反應器中保持了較高的水流上升流速，使得在三相分離器處的水流速度相當高，當工況波動較大時大量的生物體流失，系統(tǒng)出水效果不達標，嚴重時導致系統(tǒng)崩潰.溫度始終是厭氧反應器運行效果的重要影響因素.由于污水中顆粒物的水解限制了整個厭氧降解過程，低溫下水解速率急速下降，截留顆粒物的降解受到很大影響，在氣候溫和地區(qū)，厭氧技術處理低濃度污水是可行的，當溫度低于15℃或在15～20℃范圍時，處理濃度低且含有較高懸浮物和溶解氧的污水，效果就不是很理想，往往需要使用多級厭氧反應系統(tǒng)或厭氧好氧組合工藝聯合處理。本文主要以大豆廢水的處理方法為例，探討了溫度對改進型厭氧EGSB處理污水的影響。

1 溫度對改進型厭氧EGSB處理污水的舉例分析

1.1 大豆廢水處理的工藝流程

大豆廢水處理以前采用的是SBR工藝，因此對大豆廢水的處理一直不理想。為此，現以2座2000m3的鋼筋混凝土EGSB厭氧反應器為例，并采用中溫厭氧發(fā)酵工藝處理大豆蛋白生產中產生的廢水，探討溫度對改進型厭氧EGSB處理污水的影響。中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點是能耗低，厭氧發(fā)酵所產生的沼氣還可代替原煤烘干飼料，不僅節(jié)約了能源，降低了成本，而且根治了因燃煤造成的大氣污染，提高了飼料的品質。2套厭氧系統(tǒng)均正常啟動，短期內形成了大量的顆粒污泥，處理能力也都達到了設計水平，且運行穩(wěn)定。大豆廢水處理率達100%，產生了顯著的經濟和社會效益。具體工藝流程如圖1所示。

1.2 酒精廢水處理的各個工藝單元

1.2.1 板框壓濾生產豆渣飼料

將大豆生產中產生的廢渣通過板框壓濾進行固液分離，得到纖維蛋白飼料，同時還減少了下游處理的生物負荷及處理水量。經本單元處理后，廢渣的提取可以削減生物負荷40%以上。

1.2.2 中溫厭氧發(fā)酵聯產沼

新建成的反應器采用厭氧顆粒污泥膨脹床工藝(EGSB)，該工藝是布水系統(tǒng)從反應器底部均勻進水，使污水與厭氧反應器中的污泥充分接觸、混合，污水中有機物在厭氧菌群作用下被分解，產生沼氣。經厭氧反應后的水在厭氧反應器上部三相分離器的作用下，分離沼氣、沉降污泥、澄清出水。厭氧顆粒污泥膨脹床工藝成功的關鍵是形成大量顆粒污泥，而不是絮狀懸浮泥。如不能形成大量優(yōu)質的顆粒污泥，反應器就會維持在較低的負荷水平，達不到理想的處理能力。

1.2.3 沼氣代煤烘干蛋白飼料

提取大豆豆渣飼料采用的是板框壓濾+熱風爐烘干工藝。原來在沒有厭氧發(fā)酵生產沼氣前全部使用燃煤，而煤的燃燒會對大氣造成污染，且在烘干飼料的過程中，會有一部分煙塵、爐灰等有害物進人到飼料中，嚴重影響飼料的質量。用沼氣烘干飼料就避免了這樣的問題。厭氧發(fā)酵的成功運行，必然會產生大量的清潔能源沼氣，目前2套厭氧設備可日產沼氣5000m3，而且從生產實踐中得出，提取飼料后的廢水經厭氧發(fā)酵后產生的沼氣足以用來烘干飼料。

2 中溫厭氧工藝的優(yōu)缺點

2.1 中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點

高溫厭氧發(fā)酵工藝為了保證58～60℃的高溫條件，需要消耗大量的能源，尤其是在寒冷的冬季，高溫厭氧發(fā)酵工藝的耗能更大。中溫厭氧發(fā)酵工藝只需控制溫度在36-38℃，與高溫厭氧發(fā)酵工藝相比極大地節(jié)省了能源。

2.2 效益分析

中溫厭氧發(fā)酵的能耗遠低于高溫厭氧發(fā)酵，且用厭氧發(fā)酵產生的沼氣代替燃煤烘干飼料，可節(jié)約大量的煤炭，從而降低綜上所述，采用中溫厭氧發(fā)酵工藝真正做到了大豆廢水的資源化開發(fā)再利用，起到了節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)效三贏的目的，具有顯著的經濟、社會和環(huán)保效益，且投資小回收期短，實用性強，符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策，具有很好的推廣價值成本。它具有以下優(yōu)勢:

2.3 中溫厭氧發(fā)酵工藝比高溫厭氧發(fā)酵工藝極大地降低了能耗，年可處理廢水50萬t，年產沼氣150萬m3，處理后的廢水達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》一級排放標準。

2.4 用中溫厭氧發(fā)酵產生的沼氣烘干飼料，根治了燃煤對大氣的污染，提高了飼料品質，每年可節(jié)煤6000t，多創(chuàng)利潤285.30萬元。

3 結束語

總而言之，溫度對改進型厭氧EGSB污水的處理，有著重要的影響，本文僅以處理大豆污水為例，得到以下結論。

3.1 在中溫溫度范圍下，改進型EGSB反應器在8～13℃時能正常震動，運行穩(wěn)定著，反應器的pH值保持在6.2～7.6之間，略高于高溫階段的6.O～7.4之間；在溫度較高反應器的啟動比在溫度較低有更好的去除效果，啟動時間也較短，低溫啟動后第二天反應器出水為400 mg·L-1，高溫時為 600 mg·L-1。

3.2 在中溫溫度范圍下，隨著反應器溫度的升高，COD的去除率逐步升高。在溫度運行階段(<15℃)，COD去除率均值為63.7%；在溫度運行階段(>25℃)，COD的去除率均值為87%。

3.3 溫度和反應器內的OPR呈明顯負相關，反應器溫度變化范圍在7～29℃時，OPR的變化范圍是一4l0～一520 mV。可以通過測定反應器內的OPR反映改進型EGSB反應器在處理污水的穩(wěn)定性。

[1]任洪強.厭氧膨脹顆粒污泥床反應器工作特性研究[DI.無錫:無錫輕工大學，1999.

[2]胡紀萃，周孟津，左劍惡，等.廢水厭氧生物處理理論與技術(第1版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2003.

[3]李湘凌，周元祥.常溫下EGSB反應器的啟動和運行研究口].武漢理工大學學報，2006，28(11):82.

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