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EGSB反应器处理有机污水的可行性研究.doc

EGSB反应器处理有机污水的可行性研究

Emma春玲
2017-10-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《EGSB反应器处理有机污水的可行性研究doc》,可适用于综合领域

EGSB反应器处理有机污水的可行性研究刘新长沙新环保科技有限公司摘要:在常温下采用厌氧污泥颗粒膨胀床(EGSB)技术处理生活污水接种颗粒污泥。实验结果表明采用EGSB厌氧工艺处理生活污水出水水质较好COD,SS去除率都在,,以上。实验证实了EGSB技术处理生活污水的可行性为以后城市污水处理的选择提供了发展思路。关键词:厌氧生物处理EGSB反应器生活污水常温在废水处理工艺中厌氧生物处理技术作为一种有机废水处理工艺越来越被人关注它相比好氧生物处理技术具有容积负荷高净化效率高能耗低污泥产量少和产生洁净能源甲烷等优点。随着对厌氧消化理论的不断深入研究,人们相继开发了多种高效厌氧生物反应器,如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床(UASB)反应器、厌氧附着膜膨胀床(AAFEB)及厌氧流化床(AFB)反应器等它们被广泛应用于城市废水和各种有机工业废水的处理特别是内循环(IC)反应器及厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器等第三代高效厌氧反应器的出现推动了厌氧处理技术在高浓度有机废水处理领域的进一步发展。本研究就EGSB自制实验反应器装置在常温下处理高浓度生活污水考察了EGSB反应器的运行效能,探讨了高效厌氧反应器处理低浓度有机废水的影响因素及颗粒污泥特性并对反应器的结构及运行控制参数进行了优化,为EGSB反应器常温下处理生活污水及其他低浓度有机废水工业化应用提供技术参考。实验装置材料测试方法实验装置试验用的EGSB反应器采用圆形有机玻璃制成,反应器中反应区高度mm,直径为mm。反应器总有效容积为L,其中三相分离器部分的容积L,反应区容积为L。沿反应器高度设置个采样口。废水经计量泵由底部进入EGSB反应器,从其顶部的三相分离器出水口流出,所产生的气体先经过水封后再由湿式气体流量计计量(如图所示)实验水质试验用水取自生活小区的生活污水,进水水质见表。表实验用水水质mgL指标温度(e)CODSCOD氨氮TPSSPH数值接种污泥接种污泥取自某废水处理厂成熟的UASB反应器中,其中SSgLVSS为gL,接种量为L。最大比产甲烷速率为Ml(GVSS#d)。颗粒污泥粒径为mm,湿密度gcm沉降速率mh。试验条件实验在启动成功的反应器中进行,常温,停留时间h,对COD处理效果、悬浮物的处理率、产气率、氨氮、总氮、总磷、硝酸根、有机挥发酸等的影响进行了研究。分析检测方法所有分析方法均按照标准方法进行。pH值:pHS酸度计COD:重铬酸钾法VSS:重量法颗粒污泥结构:扫描电镜和透射电镜法。实验结果COD去除效果影响从图可以看出,在水力负荷为m#md相应的水力停留时间为h,其COD的去除率在~之间,出水中的COD小于mg#L图COD去除效果示意图氨氮去除效果反应器进、出水的氨氮值及其去除率如表所示,隔天测定次,从第d开始。由表可知,出水中的氨氮比进水的氨氮高,经过厌氧消化后,污水中的含氮有机物,例如蛋白质等经过水解酸化菌的氨化和发酵作用,使出水中的有机氮变为氨氮,从而使得出水中氨氮值比进水氨氮值高。由于进水COD浓度较高,微生物有足够的营养物,所以微生物的生长可能会消耗小部分氮,但是相比生成的氨氮要小得多。表反应器进出水氨氮值时间变化关系图运行时间进水氨氮出水氨氮(d)mg#Lmg#L总磷去除效果图三反应器进出水磷值时间变化关系图本实验进出水的总磷及其去除率见图。图表明总磷的去除率较低。总磷可以分为无机磷和有机磷,也可以分为颗粒状和水溶性的磷,磷的去除是由于颗粒污泥截留大分子颗粒状的磷所致,而EGSB本身对污水总磷去除作用较小。众所周知,磷的去除分为化学除磷和生物除磷,生物除磷主要经过厌氧好氧交替运行通过排泥而达到除磷,化学除磷主要通过添加化学药品使磷酸盐变为沉淀通过排泥去除,在厌氧过程中发生化学除磷和生物除磷的可能性都较小。去SS效果反应器的进、出水SS值及其去除率如图所示。由图可知,在反应器的启动阶段,由于部分絮状污泥和沉降性能较差的颗粒污泥在水流的作用下流出反应器,致使出水的SS值较高随着反应器的稳定运行,反应器对悬浮颗粒物质去除效率高,这是因为污水中的悬浮颗粒与反应器中的颗粒污泥在相互作用下,微生物附着在悬浮颗粒上,并对污水进行有效的处理。停留时间h,SS去除率在之间。图反应器的进、出水SS时间变化关系图分析讨论温度对反应器运行效果的影响温度对微生物的生存和生化反应速率都有显著影响,从微生物学角度讲,温度影响到微生物所在环境的理化性质,其变化主要影响微生物的活性。特别是在处理低浓度废水时,低温对反应器内微生物活性产生不利影响而且温度低还增大水的动力粘度,降低有机物在水中的扩散速率,不利于污泥与污染物的充分接触,从而降低反应器对COD去除效果。本试验在常温(e)条件下运行,试验表明,在相同负荷kgCOD(m#)左右时,反应器温度~e运行时COD去除效率比e时降低。为提高低温时COD去除效率,对反应器运行控制参数进行了调整,一是适当减少进水量,降低反应器的容积负荷,二是增大回流比。通过上述措施,反应器的COD去除率可稳定在以上,克服了温度对反应器净化效果的影响。上述工艺尤其适宜南方地区的生活污水处理。反应器内颗粒污泥的形态变化实验前后EGSB反应器内颗粒污泥形态变化见图和图电镜照片。从图可以看出,接种污泥呈球形或椭球形,表面不十分规则,疏松(图a)实验后颗粒污泥外形变化不大,表面更光滑、致密(图b)。由于EGSB反应器需要使颗粒污泥处于膨胀状态,上升流速较UASB反应器大,高速的水流冲刷、淘汰,使剩余颗粒表面光滑、致密,且沉降性能好,沉降速率~mh。颗粒粒径无明显变化,表面有较多孔穴,为营养物质和气体通道。颗粒污泥表面以丝状菌为主,还有少量长杆菌、短杆菌、球菌(图c,图d)。颗粒污泥内部多为短杆菌、球菌,丝状菌穿插其间,接种前颗粒污泥内部菌体分布密度较大,各种菌排列致密(图a)实验后颗粒污泥菌体分布密度降低,排列相对疏松(图b)。主要原因在于实验前颗粒污泥是处理淀粉废水,有机负荷高,适宜大量细菌的生长本实验的颗粒污泥用于处理生活污水,有机负荷低,污泥内部产甲烷细菌增殖缓慢,部分细菌通过新陈代谢老化死亡。图颗粒污泥扫描电镜照片图颗粒污泥投射电镜照片ab产气量变化反应器的累积产气量如图所示。从图可以看出,反应器的产气量随着反应器的稳定运行在不断增加,这是因为进水中有机物含量较高,且溶解性的COD值较高使得产气量较高另外试验时间在夏季,温度相对较高,反应器的厌氧效果好,也使产气量增加。沼气主要成分为甲烷、二氧化碳、氮气、水蒸气和硫化氢等,其中甲烷占总气体的左右。图反应器产气量时间变化图反应器主题结构形式以及参数优化EGSB反应器的主体结构是影响反应器效能的主要因素之一。反应器中的水流状态直接影响着厌氧微生物和废水的接触机会,从而也就影响着反应器对废水中污染物的净化效果。传统EGSB反应器的设计参数仅适宜于高浓度有机废水的处理,反应器的膨胀状态由沼气和水流速度共同完成。而对于低浓度的有机废水,沼气产生量很小,不可能依靠气流搅拌,只能通过提高废水的上升流速来实现。为此,必须对反应器的结构和运行控制参数进行调整,具体措施如下:一是增加出水回流二是增大反应器高径比,以增大水力负荷,改善装置的水力学特性,增强传质效果三是接种沉降性能好的高活性颗粒污泥,避免污泥流失。结论通过EGSB处理高浓度生活污水的可行性探讨,温度在夏季常温时,试验结果表明,用EGSB处理高浓度生活污水是可行的。得到相关的初步结论如下:采用EGSB处理高浓度生活污水,接种污泥采用UASB反应器中的颗粒污泥,可以达到快速启动的效果。试验结果表明,当厌氧进水COD浓度为~mgL,反应器容积负荷可达到kgCOD(m#d),水力停留时间h,上升流速mh,COD去除率可达到以上,出水COD为~mgL。上述工艺尤其适宜南方地区的生活污水处理。EGSB处理生活污水的最佳停留时间为小时。EGSB处理生活污水中的悬浮物也有较好的效果,SS的去除率在左右。EGSB反应器对氨氮、总磷的去除率较差。出水氨氮值比进水的高出水总磷值比进水低,但幅度不大。参考文献任南琪,王爱杰厌氧生物处理技术与应用北京:化学工业出版社,~王妍春,陈浩,左剑恶膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器的研究进展中国沼气,,():~冯华军,沈东升低浓度生活污水厌氧处理技术的认识误区中国沼气,,():GLettinga,JFieldAdvancedanaerobicwastewatertreatmentinthenearfutureWatSciTech,:石宪奎,倪文,王凯军EGSB处理玉米淀粉生产废水中试研究环境工程,,():

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