egsb反應(yīng)器處理啤酒廢水的試驗(yàn)研究

egsb反應(yīng)器處理啤酒廢水的試驗(yàn)研究

egsb檢測(cè)器充分發(fā)揮了高效執(zhí)行腳本沼澤（aesb）污泥處理的優(yōu)勢(shì)，以及厭氧流失采肥的優(yōu)勢(shì)。這是一個(gè)“高速”厭氧檢測(cè)器，具有廣闊的發(fā)展前景。除了葡萄酒和飲料、蒸餾和發(fā)酵、食品和造紙廢水的處理外，其主要應(yīng)用于化工和巖石廢水、紡織廢水、垃圾過(guò)濾和硫酸鹽廢水的處理。它也可以用來(lái)處理低濃度生活污水。EGSB反應(yīng)器的穩(wěn)定高效運(yùn)行與環(huán)境條件、營(yíng)養(yǎng)狀況、運(yùn)行條件等有關(guān)。本文以啤酒廢水為研究對(duì)象,重點(diǎn)分析進(jìn)水濃度、HRT、液體上升流速、回流比、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等對(duì)EGSB反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響,以期進(jìn)一步指導(dǎo)EGSB反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。1材料和方法1.1反應(yīng)器內(nèi)溫度試驗(yàn)所用EGSB反應(yīng)器總體積為16.5L,其中反應(yīng)區(qū)為10L。反應(yīng)器內(nèi)徑為90mm,高徑比為18∶1。用水浴鍋對(duì)進(jìn)水進(jìn)行加熱,并將反應(yīng)器用保溫材料保暖,以維持反應(yīng)器內(nèi)溫度在(35±1)℃。試驗(yàn)裝置如圖1所示。1.2微量元素營(yíng)養(yǎng)EGSB反應(yīng)器內(nèi)的顆粒污泥是通過(guò)接種太原市楊家堡污水處理廠消化污泥培養(yǎng)形成的。EGSB反應(yīng)器進(jìn)水由瓶裝啤酒、氯化銨、磷酸二氫鉀、蔗糖、氯化鈣、硫酸鎂、硫化鈉等人工配制而成,并按質(zhì)量比Fe2+∶Co2+∶Ni2+=10∶1∶2加入適量微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。進(jìn)水CODCr420~3690mg/L,NH3-N16.8~147.3mg/L,TN21.4~187.4mg/L,TP4.7~48.6mg/L,pH6~8。2結(jié)果與討論2.1egsb反應(yīng)器運(yùn)行情況試驗(yàn)分析了HRT3.4h,進(jìn)水CODCr為3500mg/L、1800mg/L、900mg/L和450mg/L(分別對(duì)應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)運(yùn)行階段)時(shí)EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行情況(見(jiàn)圖2)。從圖2可以看出,進(jìn)水CODCr不同EGSB反應(yīng)器對(duì)CODCr的去除效果并沒(méi)有明顯差別。在EGSB反應(yīng)器內(nèi),一方面由于主流相的高液體上升流速促進(jìn)了顆粒污泥內(nèi)外基質(zhì)和代謝產(chǎn)物的有效傳遞;另一方面顆粒污泥表面積大、菌群豐富、細(xì)胞排列緊密,保證了EGSB反應(yīng)器在進(jìn)水CODCr低時(shí)仍能維持高CODCr去除率。為此可考慮采用兩級(jí)EGSB反應(yīng)器對(duì)高濃度廢水進(jìn)行處理。試驗(yàn)進(jìn)一步分析了進(jìn)水CODCr200mg/L左右時(shí)EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)CODCr去除率也能維持在85%~90%?？梢?jiàn)采用兩級(jí)EGSB反應(yīng)器對(duì)高濃度啤酒廢水處理達(dá)標(biāo)排放是可行的。2.2egsb反應(yīng)器的運(yùn)行本試驗(yàn)針對(duì)CODCr450mg/L左右的低進(jìn)水濃度,分析HRT為3.4h、2.3h、1.7h、0.9h和0.7h時(shí)EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行效果(見(jiàn)表1)。從表1可以看出,即使是對(duì)于低CODCr水,EGSB反應(yīng)器仍能在HRT極低(0.7h)、有機(jī)負(fù)荷高達(dá)30.21kgCODCr/(m3·d)下獲得很好的運(yùn)行效果,CODCr去除率達(dá)84.96%。2.3cocdr特性試驗(yàn)研究了HRT為3.4h,進(jìn)水CODCr分別為3500mg/L、1800mg/L、900mg/L、450mg/L時(shí)液體上升流速對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響(見(jiàn)圖3)。從圖3可以看出,不同進(jìn)水CODCr對(duì)應(yīng)的最佳液體上升流速不同,進(jìn)水CODCr越高,對(duì)應(yīng)的最佳液體上升流速越低。進(jìn)水CODCr分別為3500mg/L、1800mg/L、900mg/L、450mg/L時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳液體上升流速值分別為2.5m/h、2.8m/h、3.1m/h、3.1m/h。一般情況下,人們認(rèn)為分子擴(kuò)散傳質(zhì)是厭氧顆粒污泥中最主要的物質(zhì)傳遞機(jī)制。但在EGSB反應(yīng)器內(nèi)對(duì)于傳質(zhì)機(jī)制還應(yīng)考慮液體上升流速的提高和顆粒污泥內(nèi)氣泡的形成及釋放所形成的對(duì)流傳質(zhì)。而且,對(duì)流傳質(zhì)比濃度梯度所造成的擴(kuò)散傳質(zhì)更重要。尤其是進(jìn)水CODCr高時(shí)所產(chǎn)生的氣體較多,所形成的對(duì)流傳質(zhì)明顯,相應(yīng)達(dá)到最佳CODCr去除率所對(duì)應(yīng)的液體上升流速也較低。2.4回流比的影響進(jìn)水流量的提高會(huì)使反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷率提高、占地面積減小,極大提高EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行效率;而回流比的提高卻會(huì)使EGSB反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用增加。所以,有必要進(jìn)一步分析進(jìn)水流量、回流比對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行的影響,以確定在實(shí)際工程中通過(guò)何種方式來(lái)提高液體上升流速。進(jìn)水CODCr高達(dá)3500mg/L時(shí),由于反應(yīng)器所能承受的有機(jī)負(fù)荷率的限制,不能進(jìn)一步提高進(jìn)水流量。所以僅分析進(jìn)水流量為4.8L/h,有機(jī)負(fù)荷約為40kgCODCr/(m3·d)時(shí)不同回流比對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行的影響(見(jiàn)表2)。由表2可以看出,CODCr高時(shí),回流比對(duì)CODCr去除率的影響很大。當(dāng)回流比在1.3∶1~4∶1變化時(shí),CODCr去除率的變化為7.3%。所以,進(jìn)水CODCr高時(shí),一般通過(guò)選擇適當(dāng)回流比提高液體上升流速來(lái)達(dá)到最佳運(yùn)行效果。對(duì)于進(jìn)水CODCr低的情況,一般主要考察反應(yīng)器所能承受的進(jìn)水的HRT的情況。所以,對(duì)進(jìn)水流量和回流比這兩個(gè)參數(shù)均進(jìn)行分析(見(jiàn)表3)。從表3可以看出,進(jìn)水CODCr低時(shí),EGSB反應(yīng)器CODCr去除率為86.36%~91.97%。回流比對(duì)EGSB反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響與進(jìn)水流量有關(guān),進(jìn)水流量小時(shí),需要很高回流比才能取得最佳CODCr去除率;而進(jìn)水流量大時(shí),所需回流比很低,甚至回流比為0就可獲得很好的運(yùn)行效果。為此,對(duì)于進(jìn)水CODCr低時(shí)高回流比是不可取的,甚至是不利的,關(guān)鍵是要通過(guò)提高進(jìn)水流量來(lái)提高液體上升流速和有機(jī)負(fù)荷率,加強(qiáng)對(duì)流傳質(zhì),以達(dá)到最佳處理率。2.5營(yíng)養(yǎng)物s對(duì)egsb反應(yīng)器運(yùn)行的影響厭氧處理時(shí),廢水中一般很難存在微生物生長(zhǎng)的理想營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。在本試驗(yàn)中重點(diǎn)分析N、P、S、Fe、Co、Ni等營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)EGSB反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響。N、P和Fe、Co、Ni對(duì)EGSB反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響如圖4所示。EGSB反應(yīng)器啟動(dòng)結(jié)束后,CODCr去除率達(dá)到91.06%。隨后開(kāi)始提高有機(jī)負(fù)荷,但由于N、P和Fe、Co、Ni等營(yíng)養(yǎng)的投加量沒(méi)有隨之提高,CODCr去除率很快由91.06%降至63.9%。當(dāng)只增加N、P的投加量時(shí),7d后CODCr去除率提高不明顯,僅由63.9%提高至66.1%。而在增加N、P的同時(shí)增加Fe、Co、Ni時(shí),5d后CODCr去除率就由66.1%迅速提高至82.9%。隨后在10d內(nèi)有機(jī)負(fù)荷又有幾次大幅提高:由8.3kgCODCr/(m3·d)至12.4kgCODCr/(m3·d)、16.4kgCODCr/(m3·d)、27.2kgCODCr/(m3·d)、31.4kgCODCr/(m3·d),CODCr去除率不但沒(méi)有降低,反而由82.9%提高至87.8%。由此可見(jiàn),為保證EGSB反應(yīng)器高效運(yùn)行,在保證反應(yīng)器內(nèi)有足夠N、P營(yíng)養(yǎng)的同時(shí)保證充足的Fe、Co、Ni營(yíng)養(yǎng)更為重要。營(yíng)養(yǎng)物S對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行的影響如圖5所示。大量文獻(xiàn)報(bào)道,甲烷菌需要大量S2-作為S的營(yíng)養(yǎng)源。所以,本試驗(yàn)采用硫化鈉作為S營(yíng)養(yǎng)源。由圖5可以看出,正常添加營(yíng)養(yǎng)物S2-的EGSB反應(yīng)器停止添加S2-時(shí),CODCr去除率在48h內(nèi)由85.83%迅速降至70.46%。重新恢復(fù)S2-的添加,6h后CODCr去除率迅速由70.46%提高至80.13%,12h后提高至84.13%,18h后提高至86.13%。所以,必須保證EGSB反應(yīng)器內(nèi)有足夠的S2-營(yíng)養(yǎng)。3egsb預(yù)處理(1)HRT為3.4h,進(jìn)水CODCr為420~3690mg/L時(shí),EGSB反應(yīng)器的CODCr去除率能維持在90.38%以上,即使是對(duì)于200mg/L左右的超低濃度,CODCr去除率也能高達(dá)85%~90%。因此可考慮采用兩級(jí)EGSB反應(yīng)器對(duì)中等濃度啤酒廢水達(dá)標(biāo)處理。(2)進(jìn)水CODCr450mg/L左右,HRT縮短至0.7h時(shí),EGSB反應(yīng)器仍能獲得84.96%的高CODCr去除率,有機(jī)負(fù)荷高達(dá)30.21kgCODCr/(m3·d)。(3)不同進(jìn)水CODCr所對(duì)應(yīng)的最佳液體上升流速不同。進(jìn)水CODCr越高,對(duì)應(yīng)的最佳液體上升流速越低。在EGSB反應(yīng)器內(nèi)液體上升流速的提高和顆粒污泥內(nèi)氣泡的形成及釋放所形成的對(duì)流傳質(zhì)比