水解酸化-兩級(jí)厭氧工藝處理甲醇廢水的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著厭氧工藝的處理效果不斷提高、運(yùn)行穩(wěn)定性增加、抗沖擊負(fù)荷能力增強(qiáng)、控制方式更趨于自動(dòng)化，其適用范圍也不斷擴(kuò)大，尤其是在高濃度有機(jī)廢水處理領(lǐng)域的優(yōu)勢越來越明顯。但與此同時(shí)，現(xiàn)有厭氧工藝存在的一些弊端也逐漸顯露出來，如在處理水質(zhì)變化劇烈的高濃度有機(jī)廢水時(shí)，單相厭氧反應(yīng)器易出現(xiàn)“酸化”現(xiàn)象，進(jìn)而降低反應(yīng)器的處理效能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行異常。本課題以自主研發(fā)的外循環(huán)厭氧反應(yīng)器為處理單體；以兩相厭氧原理和SMPA理論為基礎(chǔ)，研發(fā)水解酸化-兩級(jí)

2、厭氧工藝，對其處理效能和運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行深入研究；對影響工藝運(yùn)行的生態(tài)因子進(jìn)行探討，并通過控制主要生態(tài)因子來實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器運(yùn)行的優(yōu)化；以實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果為指導(dǎo)，建立處理高濃度甲醇廢水的中試工程，在實(shí)踐中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)，為該類廢水的處理提供良好的技術(shù)支持。
　　實(shí)驗(yàn)室研究階段，采用在水解酸化反應(yīng)器中接種厭氧顆粒污泥和控制啟動(dòng)容積負(fù)荷、負(fù)荷提高幅度、pH值等生態(tài)因子，對反應(yīng)器乙醇型發(fā)酵的形成情況進(jìn)行考察，結(jié)果表明反應(yīng)器在34d內(nèi)完成快

3、速啟動(dòng)，并形成穩(wěn)定的乙醇型發(fā)酵。乙醇+乙酸質(zhì)量濃度之和占液相末端產(chǎn)物總量的75.9％以上。
　　在兩級(jí)厭氧反應(yīng)器中接種厭氧顆粒污泥，并對其處理效能進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，1＃反應(yīng)器在VLR=46.78kgCOD/m3·d、HRT=5.62h條件下，COD去除率達(dá)到93.2%；2#反應(yīng)器COD去除率達(dá)到85.2%，兩級(jí)厭氧反應(yīng)器總?cè)コ矢哌_(dá)98.9%。同時(shí)，兩級(jí)厭氧反應(yīng)器表現(xiàn)出了良好的VFA去除能力，出水VFA保持在10mg/L以下

4、。
　　試驗(yàn)對水解酸化反應(yīng)器內(nèi)所接中的厭氧顆粒污泥的物理特性及微生物群落組成的變化情況進(jìn)行研究。同時(shí)，對酸化顆粒污泥的形成途徑進(jìn)行初步闡述。試驗(yàn)結(jié)果證明通過控制啟動(dòng)容積負(fù)荷及其提高方式和較低的pH值條件可實(shí)現(xiàn)由厭氧顆粒污泥向酸化顆粒污泥的轉(zhuǎn)型。酸化顆粒污泥表觀呈土黃色、淡黃色、乳白色和青灰色，顆粒污泥的粒徑大小適中，沉降性能良好，有利于水解酸化反應(yīng)器內(nèi)保持足夠的微生物量。
　　對工藝中各反應(yīng)器顆粒污泥上的微生物相進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)

5、，水解酸化反應(yīng)器酸化顆粒污泥中以短桿菌和芽孢菌為主；1#反應(yīng)器顆粒污泥中以巴氏甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌屬；2#反應(yīng)器顆粒污泥中以索氏甲烷絲菌為優(yōu)勢菌，其他種屬的產(chǎn)甲烷菌也有出現(xiàn)，但數(shù)量較少。
　　對影響工藝穩(wěn)定運(yùn)行的主要生態(tài)因子如溫度、水力停留時(shí)間、pH值、容積負(fù)荷等進(jìn)行研究，確定工藝高效穩(wěn)定運(yùn)行的最佳參數(shù)范圍。同時(shí)初步建立水解酸化-兩級(jí)厭氧工藝中各反應(yīng)器的動(dòng)力學(xué)模型，并分別推導(dǎo)出其動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　以實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果為指導(dǎo)，建立

6、水解酸化-兩級(jí)厭氧工藝處理高濃度甲醇廢水的中試工程，全面考察工藝的啟動(dòng)情況和處理效能。結(jié)果表明，以顆粒污泥作為兩級(jí)厭氧反應(yīng)器的接種污泥，在50d內(nèi)完成快速啟動(dòng)。水解酸化反應(yīng)器的發(fā)酵類型為混合型發(fā)酵，液相末端產(chǎn)物的順序?yàn)椋阂宜?丙酸>丁酸>戊酸；出水 VFA最高值為14.6mmol/L，較低的水解出水 VFA濃度與甲醇廢水的水質(zhì)特點(diǎn)和厭氧分級(jí)處理有關(guān)。
　　兩級(jí)厭氧反應(yīng)器的有機(jī)物去除能力隨容積負(fù)荷的提高而增加，啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，ECA反應(yīng)

7、器COD去除率可穩(wěn)定在85%左右；ECB反應(yīng)器 COD去除率可穩(wěn)定在80%左右，兩級(jí)厭氧反應(yīng)器總的COD去除率可達(dá)到95.3～98.1%。當(dāng)水解酸化-兩級(jí)厭氧工藝的進(jìn)水 COD在7000～11000mg/L時(shí)，出水COD濃度可降低到300mg/L以下。
　　水質(zhì)驟然升高所導(dǎo)致的沖擊負(fù)荷并沒有對水解酸化-兩級(jí)厭氧工藝的穩(wěn)定運(yùn)行造成大的影響，系統(tǒng)出水 COD始終低于450mg/L，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，工藝表現(xiàn)出了良好的抗沖擊負(fù)荷的能力。