精细化工废水UASB处理技术.docx
精细化工废水UASB处理技术精细化工与我们的生活息息相关，影响着我们的衣食住行，是当今化工行业 主要的创新源动力。然而，精细化工在生产过程中会使用各类化工原料及溶剂， 加上其产品附加值较高，合成路线较为繁琐，因此其会产生大量含有多种污染物 种类的废水。而且，精细化工废水具有COD浓度高、毒性大、可生化性差及水质 不稳等特点，如果不处理排放，会给环境及人类健康带来严重的破坏。上流式厌 氧生物反应器（UASB）具有工艺结构紧凑、厌氧污泥浓度高、处理能力大、无混合 搅拌设备、水力停留时间短、抗冲击效果好等优点，结合企业实际工况，本研究 采用UASB处理工艺处理某精细化工企业扩产后的废水。1、试验材料与方法1.1 试验用水选择某精细化工企业废水预处理后的混合水样为研究对象，其水质指标，如表1 所示。表1试验用水水质指标污染物P( SS) / mg LTCOD/ mg LTp(氨氮)/.l -1PHIng L浓度值45 654 50() 6 (XX)30-407 81.2 主要仪器与设备D电子天平,MS104TSo2）气流烘干器，HG-3o3） pH 计，雷磁 PHSJ-4F。4）鼓风干燥箱，DHG-9203Ao5）紫外分光光度计，UV1902PCo6）恒流泵，LABV6o7）恒温水浴锅，HH-4。8）磁力加热攒拌器，HWCL-309）加热器,WLD15S01.3 测定方法（见表2）表2本试验废水常规指标的测定方法指标 SS COD氨氮 PH测定方法烘干称重法微波消解法纳式试剂比色法PH计1. 4 UASB试验装置UASB试验装置分为三大部分，分别为顶部、中间和底部。其中，位于顶部 的三相分离器把气体、固体、液体三者进行有效的分类，是整个UASB装置最核 心及最至关重要的部件。可以说，只有具备了三相分离器这个核心部件才能称得 上是UASB,才能保证UASB正常运行。本次试验装置UASB反应器主要采用有机玻璃制作而成，装置高1.2m,直径 50mm（外径），总容积约8L。考虑到反应温度对试验影响较大，对装置外部的筒 体进行了保温。另外，为防止后期甲烷气体产生较多，可能导致危险，对其设置 了收集装置。本试验流程装置，如图1所示。图1本试验流程装置示意图2、UASB反应启动装置及试验运行UASB反应装置的启动过程分初次启动和再次启动。其中，初次启动主要是 对接种的污泥进行培养、驯化，再次启动主要是缩短UASB反应装置整体启动时 间。根据研究及实践经验可知，UASB反应启动需注意以下六点：1）保持反应器内 PH在68,促使甲烷菌生成。2）为防止驯化失败，需对过高CoD的进水进行稀 释。3）启动时应先提高废水有机负荷，之后再逐步提高水力负荷。4）对悬浮物过 高的废水，应该采取沉降、气浮等预处理手段降低悬浮物的含量。5）控制进水浓 度在500mgLIoOomgL1, 6)不采用循环污泥，剩余污泥不再进入UASB反应器。 另外，本试验UASB反应启动装置也应注意。1.1 启动方案污泥的培养和驯化一般有同步法和异步法两种方法。通过对比两种方法的优 劣，结合具体情况，本试验选择采用加入适量废水，让细菌在繁殖生长中同步适 应废水的同步法。而且在试验初期，为了能够让颗类污泥更有效率的形成，需要 对装置进行一定的控制，控制参数及措施，如表3所示。表3本试验UASB反应器条件控制项目温度/霓C：N： P(质量比)SS 碱度 mgL- I)H控制参数34-36250： 5： 1<501 000 1 200 68控制措施恒温水浴营养盐预处理小苏打2. 2污泥接种运行通过对UASB反应装置处理该企业精细化工废水的试运行可得：1)污泥接种初期(Od30d)。在污泥接种初期，UASB装置中几乎没有气体产 生，COD的去除效率不高，低于50%,且出水CoD不稳定。可能是由于污泥接种 初期微生物对底物需要有一个适应过程，大多数微生物还未适应环境条件，因此 达不到正常新陈代谢水平，不能发挥应有作用。2)接种污泥形成期(31d60d)。在此阶段，厌氧细菌得到了有效的生长和繁 殖，并有少量的气体产生，COD去除率不断提高，可达60舞70乐 且出水COD 逐渐稳定。可能是由于污泥经过上一个阶段的驯化过后，体系内的颗类较小和沉 降性能较差的污泥基本被淘汰，厌氧细菌得到了有效的生长和繁殖，其通过正常 的生长代谢不断分解并降低COD03)接种污泥成熟期(61d94d)。在接种污泥成熟期内的第80天，在废水中 原有的及由产酸菌产生的VFA合并分解作用下，CoD的去除效率较高，可达到 75%85%,且出水COD已基本稳定。可能是由于污泥经过前两个阶段的不断驯化 及生长繁殖，体系中产甲烷的细菌和产乙酸的细菌达到一种平衡状态，而在这种 状态下，对废水的处理效果最好。2.3影响COD去除的因素分析在试验期间，对影响COD去除的因素进行了研究，结果如下。D水力停留时间(HRT).本试验考察了 HRT为12h> 18h、24h、30h、36h时COD的去除率。结果表明, 初期的12h, CoD去除率较低，约为60机 当HRT从12h增加到24h, CoD去除率 上升较快，升至75机 之后，随着HRT的不断增大，COD去除率变化不大。可能 是因为当水力停留时间较短,污染物与活性污泥接触不充分，甲烷化还没有完成, 因此COD去除率较低。考虑到时间效率，综合各种因素，确定最佳水力停留时间 HRT 为 24h°2)温度。本试验考察了温度为20、30 35、40时COD的去除率。结果表明， 在2035°C, COD的去除率随温度的升高而逐渐增大，之后变化不明显。可能 是因为我们研究的是中温区域的厌氧细菌，温度太低厌氧细菌处于凝胶状态，失 去活性，温度升至35时，此时反应内产酸菌和甲烷菌相对平衡，系统有效运 行，COD去除率约75机 因此，最终确定最适温度为35。3)碱度。本试验考察了碱度为 500、800、1100、1400、1700、2000mgL 时 COD 的去 除率。结果表明，COD的去除率随碱度的升高呈“凸”型抛物线形状，碱度在 IlOomg/L时，COD去除率最大，约为75虬 可能是因为碱度较低时，不仅甲烷菌 的生长受到了抑制，产甲烷菌和产酸菌比例失衡，而且会因缓冲能力不够而使反 应器内消化液的数值偏低，因此COD去除率较低。而碱度较高时，pH值也同步 升高，不利于产酸菌的生长，进而得体系失衡，影响去除率。因此，确定最佳碱 度为 1100mgLo4)pH 值。本试验考察了 PH值为6、6.5、7、7.5、8时COD的去除率。结果表明，COD 的去除率随PH值的升高也呈“凸”型抛物线形状，pH值在7时，COD去除率最 大，约为75%。可能是因为PH值的变化会影响体系内的微生物生长环境，进而 影响生物酶的活性，导致微生物细胞内的代谢发生异常，造成COD去除率较低。 由于PH值为78时，抛物线右端较高缓，因此，选择最适宜的PH值是78。3、工程运行结果本次试验结束之后，经过调试后，最佳运行参数条件为水力停留时间(HRT) 为24h,温度为35,碱度为IloOingL, pH值在78时，体系正常运行，UASB 运行后COD去除率保持70%以上，平均74. 3%,且好氧出水CoD皆在300mgL（国 家废水排放标准）以下，可以达标排放。4、结论本试验在某精细化工企业原有工艺基础上采用UASB工艺，得出如下结论：1）找出的最佳参数条件是水力停留时间（HRT）为24h,温度为35,碱度为 1100mgL, PH 值在 78。2）本试验构建的UASB工艺，出水C0D<300mgL（国家废水排放标准），可以 达标排放。3）本试验可靠，可以进一步实践研究及推广运行。
