UASB反应器工程运行参数控制研究

2016-05-30曾航

发明与创新·中学生 2016年1期

曾航

米粉是生活中常用的食材之一，生产米粉的主材大米淀粉通常采用湿法工艺生产。在生产过程中，每处理1000kg大米要排出综合废水8.2 m3～8.5m3，废水的一般组成为总糖0. 3%～0. 7%，粗蛋白2.1%，固形物5%～10%，粗纤维2%～3%，脂肪酸0 .1%～0. 3%。

利用重力场对不同密度物质作用的差异，有人发明了三相分离器，使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的雏型。

由于运行费用低，UASB反应器仍是目前广泛应用的生物处理高浓度有机废水的方法，但影响生物驯化和生长的因素较多，特别是接种了好氧消化污泥的反应器启动时间长、运行不稳定。

本文结合实际工程分析总结了反应器的启动规律，以期为该类废水的处理提供借鉴。

一、水质与水量

某米粉厂年产淀粉达13万吨，废水综合指标均大大超出环保标准要求，水质特性见表1。

二、废水处理工艺

厌氧工艺处理高浓度有机废水时，虽然处理效率高、运行稳定、能耗低，但单纯利用厌氧工艺不易实现废水的达标排放。因此，根据同行业废水处理现状和处理技术的成熟度，我建议选择UASB与SBR（序批式活性污泥法）相结合的处理工艺。如图1所示，本淀粉处理工艺中设UASB两座，有效容积为1085m3。

三、UASB反应器的启动

UASB反应器的接种污泥取自城市污水处理厂中的絮状消化污泥。

1.污泥驯化期

污泥投加完毕后，加入稀释后的淀粉废水浸泡，淀粉生产废水呈酸性，处理过程中会抑制甲烷菌，因此启动前需将pH值调整在6～7.2之间为宜，以污泥负荷0.06kgCOD/kgVSS.d启动，并采用1∶0.5回流，进水方式为连续进水。当出水溶解性COD去除率达80%时，逐渐增加进水量直至污泥负荷达到0.25 kgCOD/kgVSS.d。

2.提高负荷期

通过逐步增加进水量提高容积负荷。容积负荷提高的条件是，COD去除率超过80%，且出水VFA低于300mg/L。采取增加回流保证上升流速在0.5m/h条件下，一是可以提高进水pH值，二是可以防止沟流现象，改善混合效果，反应器的选择压增加较快，致使部分沉降性能差的絮状污泥及质轻片状颗粒污泥被冲出反应器。

3.稳定运行期

反应器内0.6mm～1.4mm的颗粒污泥占70%，抗冲击能力大大增强，产气量和出水指标比较稳定，此时反应器出水COD仅为200mg/l～450mg/l，COD去除率达90%以上。

四、反应器启动过程中的影响因素及控制

1.污泥接种量

中温型UASB反应器的污泥接种量一般是10 kgVSS/m3～15kgVSS/m3，接种污泥量过低会造成初始污泥负荷过高，降低运行的稳定性，一旦控制不当便会造成反应器的酸化。较多的接种菌液虽然可缩短启动所需的时间，但过多的接种污泥量会增加污泥费用，种泥的VSS/SS也不宜过高，否则易造成菌种大量流失。

2.pH值

UASB反应器内最佳的pH值范围为6.8～7.2，本次工程试验进水pH值对COD去除率的影响结果如图2所示，说明在1∶0.5回流的情况下，进水pH值大于6.4最佳。

工程上多采用投加生石灰的方法调节pH值，但此方法容易造成颗粒污泥钙化，长期运行可能会堵塞布水管，使得UASB反应器无法正常运行，且会增加投资及运行费用。