UASB处理低浓度城市生活污水的中试试验.pdf

UASB 处理低浓度城市生活污水的中试试验 ＊ 雒文生 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室, 湖北 430072 张 青 山东省战略科学技术研究所, 济南 250014 蔡振华 山东省水文水资源勘测局, 济南 250014 摘要 研究 1. 2m3厌氧反应器 UASB, 在自然温度 水温 32～ 5 ℃ 下, 处理 CODCr浓度为200mg L 左右的低浓度生活 污水 。实验采用颗粒污泥接种二次启动法。 水处理系统在水温 32～ 5 ℃范围内运行6 个月的时间, UASB 反应器在上 升流速为 1. 4～ 1. 7 m h, 水力停留时间 HRT 为 3. 0～ 2 . 5 h, CODCr有机污泥负荷 SLR 为 0. 06～ 0. 13 kg kgd 时, 去除 效率比较稳定, CODCr去除率达 40～ 80。 关键词 UASB 城市污水 ＊水利部 948 创新 T200143 0 引言 由于城市生活污水属低浓度、低温有机废水。在 常温、低浓度条件时厌氧微生物生长缓慢 ,普通厌氧 反应器不适用处理此类污水 [ 1] 。宜采用 UASB 等形 式的反应器。UASB Up- flow Anaerobic Sludge Blanket , 升流式厌氧污泥反应器 [ 2] 是一种结构简单、操作方 便、 运行费用低廉的处理工艺 ,即使在浓度、 温度较低 的情况下亦可以达到较好的处理效率 [ 3,4] 。 颗粒污泥是 UASB 工艺的关键, 污泥负荷 SLR 是UASB 工艺的重要指标 [ 5] 。UASB 反应器中颗粒污 泥的密度为1. 06～ 1. 8kg m 3 ,在水流的作用下悬浮于 反应器中 ,由于 UASB 反应器的特殊结构 三相分离 器 而不容易被冲出反应器。它同时具有悬浮生长型 及附着生长型系统的性质 颗粒污泥悬浮生长与污水 充分接触 ,传质速度快; 生物膜附着颗粒污泥上,可以 保持较大的生物量, 抗冲击负荷能力较强。试验采用 由颗粒污泥接种的二次启动法 ,解决了厌氧反应器启 动慢的缺点 ,在水温 20 ℃时 ,5 d 的时间即可以完成 启动 ,系统可以正常运行 。 1 试验用水 、 装置及启动 1. 1 试验用水 处理污水为取自武汉大学茶港生活小区的生活 污水, 污水 CODCr浓度大多为 200 mg L 左右, CODCr、 N、 P 的比值为 100∶ 10∶ 1; 少部分为 400 ～ 500 mg L, CODCr、 N 、 P 的比值为 200∶ 10∶ 1。属低浓度有机污水, 研究 UASB 反应器在两种水质条件下的运行参数 水 温32～ 5 ℃ 。试验用水的主要水质指标见表 1。 表 1 主要水质指标mg L pH 除外 pH温度 ℃ CODCr TNTPSS碱度 CaO计 6. 7 ～ 7. 25 ～ 32100～ 50015～ 401. 5～ 2 . 530～ 60210～ 320 1. 2 试验工艺流程 整个污水处理工艺流程如图 1所示, 主体设备是 UASB 反应器, 处理水量约 6 m 3 d。后续处理设施有 兼氧池和好氧池 ,用于进一步降低出水中的有机污染 物 CODCr计 、 TN 、 TP 和 SS 的浓度 。 图 1 污水处理工艺流程图 1. 3 试验装置 试验所用 UASB反应器直径 0. 5 m ,高 6 m ,总有 效容积为 0. 98 m 3 , 下部及中部为污泥床和污泥悬浮 区,有效容积分别为 0. 35 m 3 和 0. 38 m 3 , 上部是三相 分离器及沉淀澄清区 , 容积为 0. 25 m 3 如图 2 。 UASB 反应器及整个污水处理系统安装在室外, 没有 采取保温及加热设施 , 整个系统在自然温度 水温 5～ 32 ℃ 下运行。 1. 4 系统启动 试验采用颗粒污泥接种的二次启动 ,颗粒污泥取 自武汉百威啤酒厂污水处理站的 UASB 反应器。启 动的 CODCr污泥负荷 SLR 为 0. 06 kg kgd , CODCr 容积负荷 OLR 为 2. 4 kg m 3d 启动水温约 20 ℃。 开始1～ 4 d内UASB 反应器出水 SS 浓度较高, 主要是 颗粒污泥中的细碎物随水流冲出。5 d 后出水中的SS 明显降低,处理效率提高,可以开始UASB 运行试验。 89 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 图 2 UASB反应器结构示意图 UASB 反应器内的颗粒污泥呈黑色 ,粒径大多为 0. 5～ 2. 0 mm ,以 1. 5～ 1. 8 mm 居多。运行 100 d 后的 颗粒污泥参数与启动时的差别不大 。 1. 5 系统运行参数 研究 1. 2 m 3 UASB 反应器在水温为 5 ～ 32 ℃, CODCr浓度为 100～ 300 mg L 和 300 ～ 600 mg L , 按不 同运行参数 详见表 2 , 进行试验 。 表 2 系统运行参数 HRT h 上升流速 mh- 1 SLR kgkg - 1d- 1 OLR kgm- 3d- 1 1. 4～ 7. 00. 7～ 2. 80. 025～ 0. 100. 5～ 3 . 5 2 试验结果及讨论 2. 1 SLR对 UASB 反应器内 CODCr去除率的影响 SLR在 0. 06～ 0. 13 kg kgd 时 ,系统的 CODCr去 除效率较好, 即污水中的 CODCr浓度越高, 处理效率 也越好。见图 3。 图3 不同 SLR 时的CODCr去除率 当 SLR 2 m h 时 ,5. 2 m 处出水水 质明显好于 4. 2 m 处的水质, 但总的去除率降低。上 升流速1. 3 m h 时 ,5. 2 m 与 4. 2 m 处的水质相近, 且相比较 1. 4 ～ 1. 7 m h 时的 CODCr去除率变化值不 超过 8。 可以确定反应器的上升流速为 1. 4 ～ 1. 7 m h。整个处理过程中出水TN 、 TP 的浓度呈上升 趋势 ,即需增加后续处理设施方可以达到除氮脱磷的 目的 。UASB反应器没有明显的除氮脱磷效果。 图 4 UASB反应器的 CODCr去除率 3 反应器优化设计 由试验结果, UASB 反应器在上升流速为 1. 4 ～ 1. 7 m h,SLR为 0. 05～ 0. 08 kg kgd ,HRT 为 2. 5～ 3. 0 h 时 ,反应器的处理效率较稳定 。在处理低浓度 生活污水时 ,UASB 反应器的高度可以低一些 ,UASB 反应器设计参数可以修正为 直径0. 5 m ,高 5 m 。 4 结论 1 试验系统启动用颗粒污泥接种 , 按反应器运 行需要的 SLR 确定污泥接种量 。启动的 SLR 为 0. 06 kg kgd ,在水温 20 ℃时启动 UASB 反应器, 5 d的时间即可以完成启动 、 开始试验。 2 UASB反应器内的SLR为0. 06～ 0. 13 kg kg d , 上升流速为 1. 4～ 1. 7 m h。HRT 为 2. 5～ 3 h 时, 有较 好的 CODCr去除效率。在水温为 5～ 32 ℃ 范围 ,CODCr 的去除率为 40～ 80。中试的 SLR值远远小于有 关小试的 SLR 值 0. 2 ～ 0. 6 kg kgd [ 6-8] 。而且 当SLR0. 05 kg kgd ,OLR0. 6 kg m 3d 时, 即 进水 CODCr浓度低于 100 mg L 时, 反应器内的颗粒污 泥会分解。可以确定采用 UASB 工艺处理低浓度有 机污水的最低 CODCr极限浓度是 100 mg L 。 下转第 93 页 90 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 与印花水洗废水混合可基本满足微电解脱色进水要 求,降低了处理费用 。由于印花废水中含有大量印花 糊料, 与皂化脱蜡处理水混合后可形成凝胶 ,因此预 先经斜板沉淀分离去除, 并同时去除部分残留松香 蜡,以防止堵塞和影响填料活性 , 减少反冲次数。微 电解预脱色出水连同其它废水进入调节池混合后 ,可 利用微电解过程中产生的 Fe 2等新生态混凝剂的混 凝作用产生自凝效应, 从而可减少混凝剂的用量, 实 际运行结果表明 , 混凝剂 PAC 投加量比原来降低了 1 3左右。该工艺实现了混凝剂的制备与应用一体 化,其费用低 、效果显著 。此外微电解后综合废水的 可生化性大为提高 , 由 0. 31 提高至 0. 42 以上, 利于 后续生化处理。 6 结论 1 对蜡防印花生产废水采用单项处理与集中处 理相结合的综合治理技术 ,其处理效率高。扩改后出 水水质比原来大幅提高, 达行业一级排放标准 ,实际 处理费用低于原有处理系统。 2 两段洗蜡废水蜡回收对综合废水的达标排放 具有很大的影响 ,扩改后蜡回收率皆达 90以上, 减 轻了集中处理的负担 。采用新型污泥脱水技术脱水 使回收松香蜡质含盐量大为降低,解决了皂化脱蜡废 水回收松香不能直接利用的问题。 3 利用皂化脱蜡废水蜡回收出水与印花水洗废 水混合后共同微电解脱色, 降低了酸剂费用 ,脱色率 高达 85 以上, 且废水可生化性大为提高, 利于后续 生化处理。 参考文献 [ 1] 柳荣展, 马兆立, 刘绪利. 蜡染印花生产废水综合处理工艺. 化 工环保, 2004, 24 增刊 256-258. [ 2] 石宝龙, 李海英, 柳荣展等. 蜡染印花生产废水的处理与综合利 用. 环境工程, 1999, 17 4 23-26. 作者通讯处 柳荣展 266071 山东青岛 青岛大学化工学院废水 处理研究室 E -mail jiji760504126. com 2005- 12-20 收稿 上接第 90页 参考文献 [ 1] Jewell, W. J. Anaerobic sewage treatment . Environmental Science and Technology , 1987, 21 1 14 -21. [ 2] Lettinga ,G . , van Neelsen, et al. Use of the upflow blanket USB reactor concept for biological wastewater treatment, especially for anaerobic treatment. Biotechnology and Bioengineering ,1980, 22 699 -734. [ 3] Lettinga ,G . and Vinken, J. N . Feasibility of the upflow anaerobic sludge blanket UASB process for the treatment of low -strength wasters. 35th Purdue Industrial Waster Conference Proceedings. 1980 625 -634. [ 4] Lettinga ,G . , Roersma, R. et al . Anaerobic treatment of raw domestic sewage at ambient temperatures using a granular bed UASB reactor. Biotechnology and Bioengineering . 1983, 25 1701 -1723. [ 5] Lucas Seghezzo, Grietje zeeman, et al. 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Keywords wastewater of processing chicken claw, UASB technology and biological contact oxidation PILOT -SCALE TEST OF USING FABRIC FILLER TO RE TRADITIONAL ACTIVATED SLUDGE PROCESSLiu Hongtao Chen Guihong YeJipeng et al 84 Abstract Hydrolysis -aerobic biological treatment process based on fabric fillers is adopted to treat city sewage in the pilot test. The design features, parameter and running effect of the technology are described. The results show that the technology needs lower investment and running cost, the effect is continuously stable. When the wastewater flow is 1. 4104m3 d, the hydraulic retention time is 1. 89 h, the gas water ratio reduces to half, BOD5, CODCrand SS of the effluent meet the first-order of the national discharge standard. The removal effect of P andN by this process is greatly superior to that of the traditional activated sludge process, and the average removal efficiency of TN and TP is more than 50 and 70 respectively . The technology is suitable for reing middle or small municipal wastewater treatment plants. Keywords fabric filler, hydrolysis and acidification, aerobic biological contract oxidization, running effect and nitrogen phosphorus removal TECHNICAL RE OF DISCHARGING OIL-SMELTING COMPOSITE WASTEWATER UP TO THE STANDARDGao Jian 86 Abstract The factors influencing the quality of effluent were found out, and reing scheme was proposed for the system of adding chemicals, releaser and biochemical system, by means of all course analysis and testing of the procedures of oil -smelting composite wastewater treatment. The results after the re showed that the degradability of floatation and the biochemical system was improved, the quality of the effluent was raised remarkably ,which could be discharged up to the standard. Keywords oil-smelting wastewater, addition of chemicals, releaser and biochemical system PILOT TEST OF TREATING URBAN DOMESTIC WASTEWATER OF LOW CONCENTRATION USING UASBLuo Wensheng Zhang Qing Cai Zhenhua 89 Abstract Influence, parameters andmodel of a 1. 2 m3up -flow anaerobic sludge blanket UASBreactor was studied,whichwas operated at low operating parameters of 200mg CODCr L. The secondary start -up of granular sludge inoculation was used for the test. The reactor was operated under SLR of 0. 06～ 0. 13 kg kgd, liquid upflow velocity of 1. 4～ 1. 7 m h and hydraulic retention time HRT of 3. 0～ 2. 5 h at temperature of 32～ 5 ℃, for six months. The CODCrremoval efficiency is 40～ 80. Keywords UASB and urban sewage EXTENSION DESIGN OF THE WASTEWATER TREATMENT ENGINEERING FOR WAX PRINTING PRODUCTIONLiu Rongzhan Zhang Wei Zhu Shujun et al 91 Abstract The extension design of the wastewater treatment for wax printing production has been done. The results show that when the split flow containing wax by mechanical action is treated by the double air flotation, the reuse rate of the wastewater and the recovery of the wax in the wastewater are all over 90, when the split flow containing wax by saponification is treated by acidification and the air flotation, the recovery of the wax in the wastewater is over 95. When the wastewater containing wax by saponification has been treated and printing wastewater is treated by internal electrolysis, the decoloration is over 85. The mixing wastewater is treated by the process of coagulation -air flotation-biological contact oxidation -sedimentation-filtration, the effluent quality can meet the national sewage discharge standards. This process has many advantages such as high efficiency, stable treatment effect, high economic and environmental benefits. Keywords wax printing, wastewater treatment, recovery of wax, coagulation -air flotation, biological contact oxidation and filtration Sponsor Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Publisher Industrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District , Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E -mail Addresshjgcpublic. yj . cn. net hjgc mail . yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn http www. hjgc. net. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 5,Oct. , 2006