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              江蘇銘盛環境

              上流式厭氧污泥床處置生物柴油工業廢水

              文章出處:未知發表時間:2021-12-06 13:53:36


               

              圖片2 

               

                生物柴油是一種新型的可再生的生物質能源,是目前極具開展潛力的替代能源之一。但生物柴油生產也隨同著廢水污染問題。生物柴油廢水主要產生于水洗階段,是一種集懸浮油、乳化油、溶解性有機物及鹽于一體的多相體系,主要污染物包括油、COD、硫化物、堿、鹽、醇、烴類、懸浮物以及氨氮等。廢水處置難度很大,特別是硫酸鹽含量高時,會嚴重影響生化處置效果。上流式厭氧污泥床(UASB)工藝是一種具有很大應用前景的生物柴油污水處置技術,具有運轉費用低、剩余污泥量少和有機負荷高等優點。但也存在反響速度較慢、反響時間較長、處置構筑物容積大、耐高含量硫酸鹽才能差、有機酸積聚快和啟動周期長等問題。

               

                為處理上述問題,本研討經過UASB處置生物柴油廢水的實驗,剖析UASB工藝在投加填料前后對生物柴油廢水的處置效果和運轉規律,以期為相似廢水的處置提供技術支持。

               

                1、實驗局部

               

                1.1 實驗目的

               

                實驗在北方某生物柴油工業廢水處實行。處置用水為該廠經過預處置的含油污水,由生產廢水(包括原料雜水、工藝生產水、工藝生產甘油、濃硫酸)、沖刷廢水、鍋爐房廢水和生活污水組成。生產廢水(COD高達500600g/L)是主要廢水,其中含硫酸、甘油的質量分數分別為10%、40%,甲醇、短鏈有機物、脂肪酸、脂肪酸甲酯、油脂等合計質量分數2%。實驗經過投加一定比例、一定粒徑的顆?;盍献鳛閰捬跷⑸锏妮d體,來快速提升UASB設備中微生物的活性和數量,從而提升UASB設備對生物柴油廢水中污染物的去除效果,以及UASB反響設備的容積負荷,并優化工藝參數,進而降低UASB設備的投資本錢。

               

                1.2 實驗設備

               

                實驗設備如圖1所示。

               

              圖片16 

                實驗設備主體由有機玻璃管制成,以利于察看UASB設備運轉過程中發作的現象。厭氧反響柱直徑200mm,總高約2m。頂部設置三相別離器、出水口和沼氣搜集設備,以利于氣、液、固三相的別離,沼氣搜集設備與氣體流量計相連;中間筒體進廢水和外循環加熱水;底部設置進水箱和外循環水加熱箱,進水分別經過泵自動控制。外循環系統經過泵調控UASB設備中廢水的上升流速。

               

                1.3 實驗過程

               

                將厭氧污泥(取自該廠一期UASB厭氧污泥,污泥接種量36g/L)和顆粒填料(投加量為設備有效容積的5%,詳細參數如表1所示)先后裝入UASB反響設備,控制循環上升流速為0.2m/h、溫度為35℃,比照填料投加前、后UASB設備對污染物的去除效果。

               

              圖片17 

                實驗過程中廢水由進水箱經過泵進入UASB反響設備后,在反響區與微生物實行反響后進入三相別離器實行氣、水、泥的三相別離,產氣量經過氣體流量計丈量,出水經過出水口排出,污泥降落返回反響區繼續實行廢水處置。設備反響溫度控制為35℃,通入加熱箱加熱外循環水進入筒體來控制UASB的反響溫度。為了提升廢水的處置效果,經過泵調理UASB外循環流速來控制廢水的上升流速。

               

                1.4 剖析辦法

               

                水質剖析項目為COD、產沼氣量、有機酸含量和pH。其中COD經過重鉻酸鉀法測定,產沼氣量經過氣體流量計讀數丈量,有機酸含量采用化學滴定法檢測,pH采用pH計測定。

               

                2、結果與討論

               

                2.1 COD的去除效果

               

                實行UASB設備加裝填料(進水體積流量2.4L/d)和不加裝填料(進水體積流量0.8L/d)狀況下COD去除效果的比照實驗,結果如圖2和圖3所示。

               

              圖片18 

              圖片19 

                從圖2和圖3能夠看出,出水COD隨著進水COD的增大而增大,COD去除率總體上隨著容積負荷的增大而減少;UASB設備加填料后單位時間廢水處置量明顯增加,且前期微生物掛膜啟動時間明顯縮短。

               

                在不加填料的狀況下,當控制進水體積流量為0.8L/d,進水COD70.55g/L時,COD的均勻去除率為84.9%,此時COD容積負荷為5.13kg/(m3·d);當進水COD增加為115.3g/L時,COD的去除率為80.7%,此時COD容積負荷為8.4kg/(m3·d)。在不加填料的狀況下,前期出水COD偏高,剖析緣由以為是接種底泥中局部COD釋放到水中所致。

               

                在加裝填料的狀況下,當控制進水體積流量為2.4L/d,進水COD59.18g/L時,COD的均勻去除率為88.6%,此時容積負荷為12.9kg/(m3·d);當進水COD增加為125.1g/L,容積負荷為27.3kg/(m3·d)時,COD的均勻去除率為71.9%,當COD容積負荷提升54.6kg/(m3·d),此時COD的去除率降落為57.97%。COD容積負荷從12.9kg/(m3·d)增加到54.6kg/(m3·d),固然此時建立本錢降低了約3/4,但是設備的運轉穩定性明顯變差,COD的去除率也降落了約30%。

               

                綜上所述,在不加填料狀況下,UASB設備容積負荷為5.13kg/(m3·d)時對COD的去除率最高,為84.9%;在加填料狀況下,從建立本錢、COD去除率和設備運轉穩定性方面思索,COD容積負荷為12.9kg/(m3·d)時效果較好,此時COD去除率為88.6%。因而倡議,UASB設備COD容積負荷不加填料狀況下宜取46kg/(m3·d),在加填料狀況下宜取1013kg/(m3·d)。

               

                2.2 產沼氣量的變化

               

                實行加填料(進水體積流量2.4L/d)和不加裝填料(進水體積流量0.8L/d)狀況下的產沼氣量比照實驗,剖析UASB設備產沼氣量v的變化,結果如圖4、圖5和表2所示。

               

              圖片20 

                從圖4、圖5和表2能夠看出,產沼氣量前期隨著進水COD的增加而增加,后期又呈現降落的趨向。在不加填料的狀況下,當進水COD70.55g/L時,產沼氣量為1.84L/d,此時COD容積負荷為5.13kg/(m·3d)。在加填料的狀況下,當進水COD18.27g/L時,產沼氣量為11.88L/d,此時COD容積負荷為3.99kg/(m3·d),出水中有機酸濃度為7.95mmol/L。后期產沼氣量隨出水中有機酸含量的增加而呈現明顯降落趨向,當出水中有機酸濃度為98.81mmol/L時,產沼氣量降為0.77L/d。后期產沼氣量呈現降落趨向,剖析以為是出水中有機酸的大量增加使產甲烷菌遭到了抑止所致。

               

                綜上所述,在不加填料狀況下COD容積負荷為5.13kg/(m3·d)時沼氣產量最大,為1.84L/d;在加填料狀況下,COD容積負荷為3.99kg/(m3·d)時沼氣產量最大,為11.88L/d。比照不加填料的狀況,UASB設備在加填料的狀況下,產沼氣量明顯增加,剖析緣由以為是作為微生物載體的填料比外表積大、孔隙率高,使得UASB設備中產甲烷菌數量明顯增加,從而沼氣產量明顯增大。因而,從沼氣產量和能源應用角度思索,COD容積負荷倡議取36kg/(m3·d),同時控制出水中有機酸濃度<8mmol/L。

               

                2.3 有機酸含量和pH的變化

               

                實行加填料狀況下的有機酸和pH變化實驗,進水COD5個階段提升,每階段運轉2d,每天同一時間取樣檢測,剖析出水中有機酸含量和pH的變化,實驗結果如圖6所示。

               

              圖片21 

                從圖6能夠看出,出水中有機酸含量隨進水COD增加根本呈現上升的趨向,有機酸不時累計,剖析緣由以為是,每階段COD大幅提升后2d的穩定運轉時間較短,產甲烷菌來不及合成厭氧反響產生的有機酸,大量累計的有機酸致使產甲烷菌遭到了抑止。

               

                從圖6還能夠看出,出水pH隨進水COD增加呈現降落的趨向。剖析以為是有機酸的不時累計所致。為保證COD的去除效果和沼氣產量,倡議控制出水pH>6.8。假如出水pH≤6.8,應在進水中恰當加碳酸鈉或氫氧化鈉調理。

               

                3、結論

               

                UASB設備出水COD隨進水COD的增大而增大,COD去除率總體上隨進水COD容積負荷的增大而減小。當進水COD59.18g/L時,填料裝填體積比為5%時,UASB設備COD的去除率為88.6%,此時設備容積負荷為12.9kg/(m3·d)。

               

                產沼氣量前期隨進水COD的增加而增加,后期由于出水中有機酸的大量積聚而呈現明顯降落的趨向。在加填料狀況下,當進水COD18.27g/L時,UASB設備產沼氣量可達11.88L/d,此時UASB設備COD容積負荷為3.99kg/(m3·d)。

               

                出水有機酸含量隨進水COD增加根本呈現上升的趨向。出水pH隨進水COD增加呈現逐漸降落的趨向。

               


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