高溫EGSB反應(yīng)器處理木薯酒精廢水及顆粒污泥性質(zhì)的研究.pdf

1、本研究基于找到一種合理有效的處理木薯酒精廢水的方法開(kāi)展研究。根據(jù)目前工業(yè)中此類廢水的處理方法，參照前人的研究成果，分析了存在的問(wèn)題和合理的解決方法。根據(jù)木薯酒精廢水的特點(diǎn)，提出高溫兩相全糟厭氧方法來(lái)處理木薯酒精廢水。產(chǎn)酸相采用高溫接觸式厭氧反應(yīng)器，產(chǎn)甲烷相采用高溫EGSB反應(yīng)器。EGSB反應(yīng)器作為UASB反應(yīng)器的改進(jìn)與創(chuàng)新，目前的理論和實(shí)踐多集中于中溫或常溫條件下，高溫條件下的研究尚不足。本研究主要探討作為產(chǎn)甲烷相的EGSB反應(yīng)器在高溫

2、(55℃)條件下處理木薯酒精廢水。 實(shí)驗(yàn)采用自制的EGSB小試反應(yīng)器，重點(diǎn)考察了高溫厭氧EGSB反應(yīng)器處理木薯酒精廢水啟動(dòng)和運(yùn)行的規(guī)律，包括COD的降解，產(chǎn)氣量的變化和出水pH及堿度的情況等；分析了EGSB反應(yīng)器的流態(tài)，對(duì)基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué)和沼氣轉(zhuǎn)化系數(shù)進(jìn)行了探討；最后研究了EGSB反應(yīng)器中顆粒污泥的相關(guān)性質(zhì)，對(duì)顆粒污泥的形成機(jī)理進(jìn)行了初步分析。 研究的結(jié)果表明，高溫EGSB反應(yīng)器接種中溫顆粒污泥，僅需20天即可完成反應(yīng)

3、器啟動(dòng)，運(yùn)行期間COD去除率穩(wěn)定在80％—90％以上。二次啟動(dòng)僅需10天。10—14kgCOD/(m3·d)是本實(shí)驗(yàn)EGSB反應(yīng)器運(yùn)行最理想的有機(jī)負(fù)荷條件。啟動(dòng)和運(yùn)行期，出水pH值隨著系統(tǒng)COD去除率的變化而波動(dòng)，可以通過(guò)系統(tǒng)pH的變化來(lái)初步判斷厭氧EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行效果。 沼氣生成量隨有機(jī)負(fù)荷的提升而增加，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷超過(guò)24kgCOD/(m3·d)，產(chǎn)氣量可達(dá)40L/d以上。沼氣中甲烷的含量穩(wěn)定在55％—61％之間。理論沼

4、氣轉(zhuǎn)化系數(shù)為0.559m3/kgCOD，合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下0.465m3/kgCOD。在穩(wěn)定運(yùn)行后，實(shí)測(cè)沼氣轉(zhuǎn)化系數(shù)為0.378m3/kgCOD，合標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下0.315m3/kgCOD。實(shí)驗(yàn)測(cè)得轉(zhuǎn)化系數(shù)小于理論值，這是因?yàn)楸蝗コ腃OD一部分被轉(zhuǎn)化為沼氣，一部分被用于反應(yīng)器內(nèi)微生物增殖。 流態(tài)實(shí)驗(yàn)采用LiCl為示蹤劑，結(jié)果顯示EGSB反應(yīng)器的流態(tài)介于完全混合式與推流式之間。死區(qū)容積較小，為4.47％。多釜串聯(lián)模型串聯(lián)數(shù)N為2.42，

5、一維擴(kuò)散模型離散數(shù)D為0.286，表明反應(yīng)器的整體流態(tài)更趨近于完全混合式。 對(duì)基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué)的探討分別求得第202-275天Eckenfelder減速增長(zhǎng)速率常數(shù)K2=0.0005L/(mg·d)，Monod最大比基質(zhì)降解速率常數(shù)Vmax=1.17d-1、飽和常數(shù)Ks=695.3mg/L。動(dòng)力學(xué)常數(shù)表明高溫EGSB反應(yīng)器的降解能力強(qiáng)，木薯酒精廢水也易生化降解。由于進(jìn)水成分較為復(fù)雜，Eckenfelder模型更適于來(lái)進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的

6、動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)。 高溫EGSB反應(yīng)器接種中溫污泥可快速馴化。馴化后高溫顆粒污泥沉降性能良好。粒徑為1.0—5.0mm不等；直徑2mm以上的大顆粒污泥增長(zhǎng)迅速，較小的顆粒污泥占比變化不大。污泥顆粒化率接種初期不到60％，后期穩(wěn)定在80％左右。顆粒污泥的VSS/TSS由0.51變?yōu)?.84，表面微生物在EGSB反應(yīng)器內(nèi)不斷生長(zhǎng)，且以竹節(jié)狀絲菌、桿菌和球菌為主，其中竹節(jié)狀絲菌通常認(rèn)為可能是索氏產(chǎn)甲烷絲菌(Methanothrix s