EGSB工藝處理中藥廢水的運(yùn)行效能及其顆粒污泥變化特性研究.pdf

1、近年來,我國中藥產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,中藥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值年平均增長率達(dá)20％以上,發(fā)展勢頭迅猛,前景廣闊。與此同時(shí),由中藥材加工廢水所帶來的環(huán)境問題也日益突出。中藥廢水具有成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、可生化性差等特點(diǎn),這決定了其處理難度大,常規(guī)工藝不易達(dá)標(biāo);目前,對(duì)特定中藥廢水的處理技術(shù)研究相對(duì)較少,本研究首次采用膨脹顆粒污泥床(EGSB)來處理中藥廢水,探究其可行性并對(duì)反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究,為實(shí)際工程應(yīng)用提供依據(jù)和參考。
　　本課題

2、以哈爾濱某中藥廠的生產(chǎn)廢水為對(duì)象,該廠中藥廢水呈酸性,有機(jī)物、懸浮物、氮、磷含量高,色度高,且廢水含有強(qiáng)烈的酸臭味。通過試驗(yàn)小試,采用EGSB工藝處理該廢水,研究了反應(yīng)器的啟動(dòng)、EGSB處理中藥廢水的影響因素及效能、反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥變化特性等內(nèi)容。
　　研究結(jié)果表明,EGSB反應(yīng)器以生活污水廠污泥接種,葡萄糖配水培養(yǎng)顆粒污泥,一個(gè)月左右形成顆粒污泥,在此過程中COD去除率逐漸升高,穩(wěn)定后COD去除率保持在94%~98%之間,反應(yīng)器

3、順利啟動(dòng)并培養(yǎng)出性能良好的顆粒污泥。
　　通過探究進(jìn)水COD濃度、停留時(shí)間、溫度、回流比等因素對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響,確定了EGSB處理中藥廢水的最佳運(yùn)行參數(shù)為:溫度25℃,進(jìn)水COD≈5000mg/L,HRT=9h,回流比R=1。在此工況下,出水COD平均去除率96.7%,平均去除負(fù)荷為13.74kgCOD/m3.d,pH值保持在6.6~7.6之間,VFA濃度在1.0mmol/L左右,出水堿度在30~35mmol/L,平均產(chǎn)氣率

4、為0.28m3CH4/kg.COD;同時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水COD的變化對(duì)反應(yīng)器處理效率影響不大;而過短的停留時(shí)間會(huì)造成反應(yīng)器內(nèi)污泥解體,出水效果變差;在25℃~30℃范圍內(nèi)反應(yīng)器能夠?qū)χ兴帍U水進(jìn)行高效降解,20℃時(shí)則出現(xiàn)出水質(zhì)量急劇變差、產(chǎn)氣率下降等現(xiàn)象,且由此造成的影響在短期內(nèi)不易恢復(fù);提高回流比可在一定程度上抵消降低溫度所帶來的影響,但產(chǎn)氣率較難恢復(fù)。
　　EGSB處理中藥廢水,反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥中主要以短桿菌、絲狀菌及一些小球菌為主,當(dāng)

5、反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)適宜時(shí),菌體數(shù)量較多,相互纏繞,短桿菌及絲狀菌為主導(dǎo)菌種;停留時(shí)間過短使得胞外聚合物(EPS)大量增多,引起傳質(zhì)過程中阻力,造成顆粒污泥自溶;溫度大幅度降低致使菌體數(shù)量減少,活性受到抑制;而增大回流比使菌體數(shù)量有所增加,但絲狀菌及桿菌長度均有所降低。
　　反應(yīng)器運(yùn)行初期顆粒污泥由于受到中藥廢水沖擊,粒徑變小,但馴化之后提升進(jìn)水COD有利于粒徑的增長;過短的停留時(shí)間以及20℃的溫度下會(huì)造成顆粒污泥部分解體,粒徑減小;而

6、增大反應(yīng)器的回流比可有利于顆粒污泥的增長。不同時(shí)期生物質(zhì)含量、顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度與反應(yīng)器出水效果密切相關(guān),顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度高且生物質(zhì)含量高時(shí),出水水質(zhì)較好。最佳工況下顆粒污泥粒徑大于1000μm的約占50%,VSS/SS為84.21%,機(jī)械強(qiáng)度為82.46%。
　　分析不同運(yùn)行階段顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量發(fā)現(xiàn),整個(gè)試驗(yàn)過程中產(chǎn)甲烷活性與F420含量的變化趨勢相類似,二者表現(xiàn)出了良好的相關(guān)性;適宜的運(yùn)行參數(shù)下顆粒污泥的

7、產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量均較高,在適宜范圍內(nèi)增大進(jìn)水COD濃度、升高溫度、增大回流比均能在一定程度上提高顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性及輔酶F420含量。
　　鈣鎂離子含量與顆粒污泥粒徑分布及出水水質(zhì)情況有一定的關(guān)聯(lián)。在試驗(yàn)運(yùn)行的各個(gè)階段顆粒污泥Ca2+、Mg2+含量發(fā)生了顯著的變化,較高的鈣、鎂含量有利于反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)各運(yùn)行階段的溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器運(yùn)行效果良好時(shí),中藥廢水處理之后去除了一些苯系物,