厌氧UASB-混凝沉淀法处理高浓度屠宰废水.pdf

厌氧 UASB-混凝沉淀法处理高浓度屠宰废水 ＊ 郭永福 1,2 储金宇 1 1.江苏大学生物与环境工程学院, 镇江 212013; 2.苏州科技学院环境科学与工程系, 苏州 215011 摘要 应用 UASB -混凝沉淀法对高浓度屠宰废水的处理进行了试验研究。 用 UASB 反应器处理屠宰废水, CODCr容积 负荷可达6. 8 g Ld , CODCr去除率达 93左右, 并对 UASB出水投加一定量的混凝剂 PFS 和助凝剂 MZ , 实验表明 系 统出水达到肉类加工工业水污染物排放标准 GB13457 -92 二级标准。 关键词 屠宰废水 UASB 混凝沉淀 颗粒污泥 ＊江苏省环境科学与工程重点实验室资助项目 ZD200104 0 引言 屠宰废水是一种浓度较高的有机废水,以高浓度 含氮有机化合物 、 悬浮物 、 溶解性固体、油脂和蛋白质 为主。废水呈褐红色, 具有较强的腥臭味 ,且废水量 较大 。本实验采用厌氧 UASB 加混凝沉淀法, 对某屠 宰厂在生产过程中排放的废水进行了长期的实验研 究,从实验结果来看 , 利用本系统来处理屠宰废水是 完全可行的 , 仅厌氧部分的处理效率就达到 93以 上,出水达到了肉类加工工业水污染物排放标准 GB13457 -92 二级标准。 1 屠宰废水实验内容 1. 1 水源与水质 实验废水采用苏州某屠宰厂生产过程中产生的, 经沉 淀 后 的 综 合 屠 宰 废 水 , 该 厂 废 水 量 约 为 3 600 m 3 d ,COD Cr约为5 200 mg L左右, 日排放 CODCr 约19 t 。综合废水主要含有大量的血液和蛋白质物 质、 胃肠内的未消化物及排泄物、 悬浮物等,有机物浓 度较高,颜色较深。 屠宰车间综合废水的水质情况见表 1。 表 1 屠宰车间综合废水的水质 色度 倍 CODCr mgL- 1 BOD5 mgL- 1 SS mgL- 1 氨氮 mgL- 1 pH 35～ 926 150～ 4 560250～ 3 100185～ 2 90064～ 1285 . 9～ 7. 8 1. 2 试验装置与方法 实验装置采用内径 1. 1 mm, 高度 1. 95 mm ,总容 积为 1. 5 m 3 的UASB 反应器 ,7 mm 有机玻璃制成 ,进 水流量以恒流泵控制 ,所产沼气经三相分离器后由反 应器顶部排出。UASB 出水直接进入絮凝反应池, 絮 凝池内加药充分混合后出水进入沉淀池 ,进行泥水分 离。采用的工艺流程见图 1。实验温度为室温。 图 1 实验装置流程图 1. 3 UASB 污泥接种 UASB 反应器中污泥直接采用由柠檬酸工业废水 驯化后形成的厌氧颗粒污泥 。污泥形状呈球状 , 黑 色,表面发亮, 粒径为 0. 18 ～ 2. 4 mm, 接种量约为 UASB 反应器容积的 1 3 。 1. 4 混凝剂的确定 混凝剂的种类很多, 根据屠宰废水的特点, 本试 验选取 3 种混凝剂分别进行静态与动态实验 , 分别 为 聚合硫酸铁 PFS 、 聚合氯化铝 PAC 和聚丙烯酰 胺 PAM 。 2 实验结果与讨论 2. 1 动态试验 2. 1. 1 UASB 启动与污泥驯化阶段 UASB 反应器的启动过程 ,实质上是对菌种驯化、 选择和增殖的过程, 目的是为了在 UASB 反应器中形 成颗粒污泥 。 在这一阶段 ,主要进行颗粒污泥的培养与驯化。 首先用屠宰废水加一定量的营养物质配成营养液, CODCr浓度从1 100 mg L上升到2 500 mg L , 连续进水 1 个月 ,水力停留时间为 20 h,出水 CODCr从 392 mg L 降到 174 mg L ,进出水 CODCr去除效率从 66上升到 12 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 93,见图 2, CODCr容积负荷从 1 g Ld 上升到 3. 1 g Ld ,同时产气率上升到 0. 4 L g 。 图 2 驯化培养阶段 CODCr去除率变化 2. 1. 2 UASB 提高负荷阶段 驯化结束后进入提高负荷阶段 ,首先是在相同的 水力停留时间为 20 h 情况下, 不同的进水浓度对反 应器运行状况的影响 。这一阶段持续运行了 3 个月, 进水 CODCr浓度从2 500 mg L逐渐上升到5 500 mg L 。 CODCr容积负荷从3. 1 g L d 上升到6. 8g L d ,同时 CODCr去除率上升到 93～ 94,其运行结果见图 3。 图 3 CODCr去除率与容积负荷关系 然后是在不同水力停留时间下 ,保持进水浓度不 变,考查对反应器运行状况的影响 。在这一阶段, 进 水CODCr浓度保持在5 500 mg L左右。水力停留时间 从20 h缩短到 18 h, 最后缩短到 16 h, 出水 CODCr去 除率始终保持在 93左右, 产气率达到 0. 65 L g 。 图4 为CODCr去除率与停留时间的关系图。这一阶段 持续运行了近 50 d。 图 4 CODCr去除率与停留时间关系 在驯化阶段以及提高负荷阶段 ,进水 pH 值保持 在6. 5～ 7. 3,出水 pH 值始终保持在 7. 3 以上 ,产气情 况良好 ,用出水 pH 值来作为监测 UASB 反应器运行 状态的参数 。 由图 4可以看出 ,虽然水力停留时间由 20 h 缩 短到 16 h, 但 CODCr去除率基本保持在 93左右, 由 试验表明, 随着负荷的增加 ,CODCr去除率保持在较高 的水平 ,并没有因为负荷的增加而降低 , 可见采用厌 氧UASB 系统来处理屠宰废水是完全可行的 , 相对于 好氧处理方法, 有着较高的处理效率和处理负荷。 2. 1. 3 UASB 反应器中污泥变化情况 实验从第 1 个月末开始从 UASB 反应器中取泥 观测 。接种后的污泥平均粒径比最初明显变大,颗粒 多呈圆形, 反应器中污泥层和悬浮层的污泥浓度在后 期分别保持在 25 g L 和 15 g L。污泥层中厌氧污泥 的沉降性能良好 ,10 min 的沉降比为 65,30 min 的 沉降比为 55。 2. 1. 4 动态混凝效果 UASB 反应器的出水首先进入絮凝反应池, 在这 里通过流量计加入静态实验确定的混凝剂 PFS ,反应 时间采用 90 s, 然后直接进入沉淀池进行泥水分离。 沉淀时间为 25 min 。沉淀池出水水质见表 2。CODCr、 BOD5、 SS 、 pH 、 以及色度都达到了肉类加工工业水污 染物排放标准 GB13457 -92 二级标准 , 只是氨氮超 标。 表 2 沉淀池出水水质一览表 CODCr mgL- 1 BOD5 mgL - 1 色度 倍 SS mgL- 1 氨氮 mgL- 1 pH值 97. 247. 52073. 144. 67. 0～ 7. 4 试验后期取 UASB 出水投加 PFS 和助凝剂 MZ 和PFS 配合使用的一种酸性助凝剂 ,沉淀20min 后 测定上清液中氨氮含量。测定结果见表 3。 表 3 氨氮混凝沉淀效果一览表mg L PFS MZ氨氮PFS MZ氨氮 1∶ 136. 51∶ 2. 518. 6 1∶ 1. 524. 11∶ 318. 4 1∶ 220. 2 从表 3 可见 , 为保证沉淀出水氨氮达到二级标 准,可以在 UASB 出水中使用一定比例的 PFS 和助凝 剂MZ 。通过对比试验可知, PFS 和 MZ 的比例 体积 比 宜控制在1∶ 2左右。 2. 2 静态试验 静态试验是在动态试验的基础上进行的 。取 1 000 mLUASB 出水 9 份, 分别加入 PFS、PAC 和 PAM 13 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 混凝剂, 加入量为 1、 1. 5、2 mL。以 120 r min 搅拌强 度搅拌 90 s, 静置 25 min。分别测其上清液 CODCr和 色度值,去除效率见表 4。 表 4 静态试验混凝沉淀去除效率一览表 混凝剂 种类 投加量1 mL投加量 1 . 5 mL投加量2 mL CODCr 去除率 色度去 除率 CODCr 去除率 色度去 除率 CODCr 去除率 色度去 除率 PFS62. 670. 173. 376. 477 . 880. 5 PAC46. 452. 651. 260. 358 . 665. 9 PAM50. 256. 455. 662. 161 . 767. 8 根据静态实验数据, 本试验混凝剂选用聚合硫酸 铁 PFS , 投加量为 1. 5 mL L 。 3 结论 1 对于屠宰废水的处理 , 采用厌氧 UASB-混凝 沉淀法是完全可行的, 水力停留时间从 20 h 减少到 16 h ,CODCr去除率保持在 93左右, CODCr处理负荷 可以达到 6. 8 g Ld 。 2 建议在实际设计过程中 ,CODCr容积负荷可取 为5 ～ 6 g L d , 水力停留时间为 15 h 左右 ,运行操 作温度为37 ℃,进水 pH 值宜控制在 7. 0 左右 。混凝 剂可以选用 PFS 和 MZ ,PFS 和 MZ 的比例宜控制在 1∶ 2左右为宜。 参考文献 [ 1] Del . 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[ 11] 贺延龄. 废水的厌氧生物处理. 北京 中国轻工业出版社, 1998 123 -160. 作者通讯处 郭永福 215011 苏州市滨河路 1701 号 苏州科技学 院环境科学与工程系给水排水教研室 E -mail yongfuguo 163. com 2005- 11-07 收稿 简讯 城市污水脱氮除磷研讨会召开 为了总结和交流近年来中国城市污水脱氮除磷与污水处理厂工艺优化及过程控制技术的研究开发及工程 应用成果 ,促进和提高技术水平,中国环境科学学会环境工程分会与青岛理工大学共同举办了“城市污水脱氮 除磷与污水处理厂工艺优化及过程控制技术研讨会”。大会于 2006 年 6 月7～ 10日在山东省青岛市召开。 山东省环保局副局长张波 、 山东省建设厅城建处周善东处长 、 青岛理工大学校长仪垂杰等同志出席了此次 大会并讲话。参会代表既有来自全国高等院校及科研院所从事环境保护、市政管理方面的专家学者,也有来自 污水处理厂等一线企业的代表以及国内外的环保设备生产厂商代表 。 大会由翁仲颖秘书长主持 ,张波做了关于“倒置A 2 O 工艺原理与应用”主题报告 ,所提出的新观点代表们 很感兴趣 。 与会代表分别就我国目前污水处理厂工艺优化及过程控制技术, 并对污水处理难题除磷脱氮技术进行了 广泛而深入地交流, 许多代表都是结合不同的应用案例进行了探讨分析,会场气氛热烈。 会议期间还组织参观了青岛市团岛污水处理厂、 青岛市李村河污水处理厂 。从污水处理厂的运营情况到 日常维护管理现状, 都能感觉到环保部门的监管十分得力有效, 使得运营状况良好。代表们纷纷表示这次大会 各有所获 ,并相约 8月桂林会上见。 14 环 境 工 程 2006年 8 月第24 卷第4 期 TEST OF AmOnINTEGRATIVE BIOREACTOR FOR WASTEWATER TREATMENT Liu Changqing Zhang Yalei Zhao Jianfu et al7 Abstract The bench-scale study on AmOnintegrative process was discussed. The result shows that AmOnintegrative process has high efficiency of removing CODCrand nitrogen, and the concentration of CODCr, NH3-N and TN in effluent reaches the national effluent ernission standard. AmOnintegrative process has widespread prospect for application and high value for further research. But the process has poor efficiency on TP removal, and it will be improved by equipment and technique modification next time. Keywords wastewater treatment, AmOn, integrative bioreactor and N P removal ENGINEERING PRACTICE OF TREATING CHEMICAL WASTEWATER BY THE HYDROLYSIS A O PROCESSLi Tong Yin Ailing Wang Yongqing 10 Abstract Lanzhou Petrochemical Company used the hydrolysisacidificationA O new process to treat chemical wastewater. After treatment, BOD5 CODCrof wastewater wasincreased from 0. 2 to 0 . 37 and the biodegradability of chemicalwastewater was raised. After treating the chemicalwastewater by facultative -aerobic microbes, the CODCrremoval rate was about 85 and NH3-N removal rate was about 85. Keywords chemical wastewater, wastewater treatment, hydrolysis acidification andA O treatment process TREATMENTOFHIGHCONCENTRATIONSLAUGHTERHOUSEWASTEWATERWITH ANAEROBIC UASB AND COAGULATION SEDIMENTATIONGuo Yongfu Chu Jinyu 12 Abstract The process of UASB reactor and coagulation -sedimentation was used to study treatment of high concentration slaughterhouse watewater. With UASB reactor to treat slaughterhouse wastewater, the volume load of CODCrcould reached 6. 8g Ld , and the removal rate of CODCrwas about 93. A certain quantity of poly -ferric sulfate and auxiliary agentMZ was added to the effluent of UASB, the experimental results showed the effluent of slaughterhouse wastewater system could be up to the second order of “ Discharge Standard of Water Pollutants for Meat Processing Industry” GB13457 -92. Keywords slaughterhouse wastewater, UASB, coagulation sedimentation and granular sludge TREATMENT OF WASTE WATER OF EXTRACTING SODIUM AESCINATE Su Hong Zhang Xiaojie Chang Xianbo 15 Abstract There are starch, pigment and pectin in the waste water of extracting sodium aescinate. Sodium aescinate in the extractant is easy to foam and difficult to be reclaimed and treated. The concentration of synthetic waste water was reduced by foam inhibitor YP -1, and was used to treat and recover residual effluent, thus reducing the concentration of the synthetic wastewater. The CODCrof effluent was less than 100 g L, which couldmeet the national discharge standard by three hours treatment of hydrolytic acidification and six hours treatment of aerobic biotreatment. Keywords waste water of sodium aescinate, hydrolytic acidification and treatment of waste water USING OXYGEN -LIMITED ANAEROBIC BIOLOGICAL DESULPHURIZATION PROCESS TO TREAT MOLASSES DISTILLERY WASTEWATERXie Qinglin Li Yawei Li Lifang 17 Abstract The molasses distillery wastewater, one of the typical high -concentration organic watewater with high sulfate, was treated using oxygen -limited anaerobic biological desulphurization process. The sulfate in molasses distillery wastewater was firstly reduced into sulfide by sulfate reducing bacterium SRB. Then, the sulfide ed in the er stage was oxidized biologically into sulfur with colorless sulfur bacterium CSB under oxygen -limited condition, inwhich the sulfide poisonous influence on methanogenesis could be eliminated. The experimental results showed that this process had a remarkable desulphurization effect. Keywords oxygen -limited anaerobic process, sulfate -reducing, biological desulphurization and molasses distillery wastewater DESIGN, DEBUGGINGANDOPERATIONOFSAPONINWASTEWATERTREATMENT PROJECTDanJinfeng Yuan Songhu Liu Lixiang et al 20 Abstract It is introduced the practical engineering of treating saponin wastewater by combination of inner -electrolysis, UASB, anaerobic, aeration and advanced treatment, and the quality of the effluent confirms to the first class of “ Integrated Discharge Standard of Wastewater” GB8978 -1996. The debugging and operation of the system are introduced as well. Keywords inner -electrolysis, UASB, anaerobic, aerobic and saponin wastewater THE ADJUSTED PRACTICE OF OPERATIONAL PARAMETERS OF THREE -TANK OXIDATION DITCH UNDER LOW ORGANIC LOADINGZhou Shuxiang Cao Guoping Sun Jincheng 22 Abstract Because the organic loading of the influent of a wastewater treatment plant on the east outskirts of Tangshan is far below the design 2 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24,No. 4, Aug . , 2006