浅谈【UASB处理高浓度有机废水】

    1废水处理工艺流程

            酒精醪液经沉砂池沉砂后进行固液分离，分离后的酒糟作饲料，废水进入调节池。淀粉废水经复配混凝器，沉淀出固形物(主要为蛋白粉)用板框压滤，凉干出售。废水进入调节池与酒精废水混合，调温至53℃±2℃，用泵提至UASB反应器，产生的沼气输送至热电厂做为锅炉的辅助燃料，出水经二级沉淀后进入后续(好氧系统)工序做深度处理，污泥排至浓缩池浓缩，用板框压滤，外运做农肥。
 
2上流式厌氧污泥床(UASB)的机理

            上流式厌氧污泥床的主体部分是一个无填料的空容器。内装一定数量的厌氧污泥(种污泥)，反应器上部设置了一个气——液——固分离系统称为三相分离器。容器内分为二个区，分离器下部是反应区(也称发酵区)，上部是沉淀区，在反应区中部根据污泥的分布分为污泥层(也称污泥床)与悬浮层。

           反应器工作状态，废水用泵提至脉冲发生器以一定流速自反应器底部喷射进入反应器。通过污泥层向上流动。料液与污泥菌体得以充分接触并进行生物降解产生沼气。由于水和沼气泡向上流动形成了良好的自然搅拌，并使一部分污泥在反应区的污泥床上方形成相对稀薄的污泥悬浮【水处理设备】层，气、水、泥的混合液上升至三相分离器(丫型结构)内，气体碰到三相分离器的反射板时折向气室，污泥和水则进入上部沉淀区，在重力作用下，水与泥分离，截留在沉淀区下部的污泥沿分离器斜壁返回到反应区(即悬浮层内)。由于三相分离器的作用，使混合液中的污泥有沉淀分离与再絮凝的环境，有利于提高污泥的沉淀性能，并会有足够的污泥量来消化废水中可溶性有机物，有机负荷及去除效率都较高。厌氧出水从反应器上部集水槽排出，沼气从反应器顶部排出。

    3上流式厌氧污泥床(UASB)的运行控制

    3.1 UASB的调试

            UASB调试之前需对反应器进行气密性试验，确保无泄漏后，配备与所处理废水特性相似的污泥为接种污泥，种污泥量大于10KgVSS/m3，污泥负荷0.05-0.1kgCOS/KgVSS•d，污泥量小时可进行复壮和驯化培养。充分掌握水质状况。上述准备工作做好，循环升温，升温日平均不超过2℃，接近设计温度逐渐进料，初始进料应采用间歇式进料方式，进料负荷0.2kgCOD/m3d，待产沼气高峰过后，视其pH值及挥发酸的高低(VFA不大于200mg/L)，增加负荷，稳定运行一阶段，逐步缩短进料间隔时间，保持恒温运行，并注意污泥回流，逐渐达到设计能力。应当注意：废水中原来存在和产生出来的各种挥发酸未能有效分解之前，不应增加反应器负荷。同一负荷要稳定运行一段时间，视运行状况，再改变负荷量。由于厌氧污泥增殖缓慢，厌氧调试运行时间一般较长，大约需2-6个月的时间，种污泥量大可缩短调试时间。污泥一旦成熟，就可以长期贮存，并且可以季节性或间歇性运转，二次起动的时间也将会大大缩短。运行过程中，反应器内的环境条件应控制在有利于厌氧细菌(产甲烷菌)的繁殖。

    3.2反应器的运行控制与管理

            反应器正常运行后，主要观测控制的指标有：进水水制，温度，处理负荷，沼气组分，出水的挥发酸含量与微生物的种类，污泥沉降性能及停留时间等，简单地讲，进水水质要稳定，水量均匀，增加负荷也应逐渐提高，不要有较大波动，运行温度要恒定，每日波动范围不超过2℃，同时监测化验出水挥发酸(VFA<300mg/L)，正确控制有机负荷，这样可以尽快形成或形成较大的颗粒污泥。研究者认为：挥发酸的高低是颗粒污泥形成不同类型的重要因素，控制反应器出水的挥发酸浓度来选择污泥的优势菌种，利用甲烷丝菌基质亲合力较高的特点，维持低的出水乙酸浓度来达到使甲烷丝菌成为主要降解乙酸的产甲烷优势菌的目的。在53℃±2℃，出水乙酸浓度低于200mgCOD/L，增加负荷率，可培养出含甲烷丝菌为主的颗粒污泥，当出水乙酸浓度高时，增加负荷可培养出含甲烷八叠球菌为主的颗粒污泥。实践证明：控制反应器的有机负荷和提高污泥的沉淀性是控制污泥过量流失的主要手段。

            应当注意的是：操作合理的反应器的碱度，合理的氮磷营养，对正常厌氧消化也起重要作用。如果反应器中碱度及缓冲力不够的话，厌氧消化所产生的有机酸将会使反应器消化液的碱度pH值下降到抑制产甲烷反应的程度，对于缓冲能力很低的反应器适当添加重碳酸钠，有提高沼气产量，控制pH值，碱度，沉淀有毒金属，提高污泥的沉淀性能与处理效果等作用。同一有机废水(化工废水除外)氮磷含量变化不大，日常操作时不用调节氮磷比例，一个厌氧反应器比较佳运行的pH值，酸、碱度，CO2含量尚由废水中的有机物而定，稍微增加氮素，有利于微生物的增殖，同时能提高反应器的缓冲能力。

    4污水处理厂主要工艺参数

    4.1设计参数

            UASB设计净池容2750m3，设计负荷8kgCOD/m3•d，发酵温度53℃±2℃，设计进水浓度为14600mg/L，流量1510m3/d，设计去除率为COD85%，SS80%。

    4.2实际运行参数

            进水水量1350m3/d，进水浓度为(酒精废水450m3/d，COD平均35000mg/L，SS平均15000mg/L，粮食酒底水水量50m3/d，COD100000mg/ L， SS8000mg/ L，淀粉废水850m3/ d， COD平均15000mg/L，SS平均7500mg/L)COD平均24815mg/L，SS平均10019mg/ L，有机负荷可达12kgCOD/ m3•d以上，出水水质COD2465mg/L，去除率90%，SS平均1103mg/L，去除率89%。

    5主要结论

            ① 实践证明：上流式厌氧污泥床(UASB)处理酒精、淀粉等高浓度有机废水采用高温度发酵，取得了显著效果，为UASB在高浓度有机废水处理，特别是高悬浮物含量的废水处理上，建立了一个良好的示范工程，并且打破了专家们一致认为该装置不能处理悬浮物大于2000mg/L的结论。
        ② 采用“Y”型结构的三相分离器，进行防腐处理，延长使用寿命、固——液——气分离彻底，提高了运行效率及出水水质，使用效果良好。脉冲进料搅拌力大，且均匀，反应充分，节约能源。
        ③ 该装置运行稳定，去除效率高，运行费用省，停留时间短，降低了后续处理的投资和处理难度。由于酒精醪液进行固液分离，淀粉废水经复配混凝技术加药预处理，降低了有机负荷，分离出的酒糟、淀粉蛋白粉等都可以作为饲料出售，厌氧发酵产生的沼气作为锅炉辅助燃料，使煤燃烧更充分，降低吨气耗煤，厌氧发酵产生的污泥用板框压滤后作为农肥，不再造成二次污染。而且充分利用资源，做到了综合利用，真正解决了高浓度难降解有机废水处理难题，是一个综合利用的实用技术项目。

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