厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究（共6篇）

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇1

厌氧折流板反应器处理化纤厂棉浆粕综合废水的实验研究

对新型厌氧反应器(ABR)处理化纤厂棉浆粕综合废水进行了研究.试验结果表明:采用ABR厌氧处理该废水,可以有效去除其中的有机物,在HRT为1 d、进水COD为3 360 mg/L、有机负荷(OLR)为3.36 kgCOD/(m3・d)的条件下,COD去除率为71.5%,出水COD降至958 mg/L;利用浆粕黑液和纺丝废水混合调节pH,可以减少碱的用量,降低运行成本.

作 者：张波 陈金龙 王�[ 张炜铭 孙剑辉 Zhang Bo Chen Jinlong Wang Fan Zhang Weiming Sun Jianhui  作者单位：张波,陈金龙,王�[,张炜铭,Zhang Bo,Chen Jinlong,Wang Fan,Zhang Weiming(南京大学污染控制与资源化国家重点实验室,江苏,南京,210093)

孙剑辉,Sun Jianhui(河南师范大学化学与环境科学学院,河南,新乡,453002)

刊 名：环境污染与防治  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL POLLUTION AND CONTROL 年，卷(期)：2005 27(3) 分类号：X7 关键词：厌氧折流板反应器   棉浆粕   废水处理   厌氧生物降解  

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇2

厌氧折流板反应器(Anaerobic Baffled Reactor)简称ABR,是20世纪80年代由Ma Carty开发的一种新型厌氧反应器。其结构特点是:反应器被垂直设置的挡板分割成几个格室,废水逐级经过各格室,类似于多个UASB串联。与其它厌氧反应器相比,具有污泥沉降性能好,抗冲击负荷能力强,对毒物适应性强等优点,并且结构简单、无需三相分离器,造价低,无污泥堵塞,运行管理方便[1]。

本试验对ABR反应器的启动过程进行研究。考察了整个启动过程中COD去除率、pH及挥发性脂肪酸(VFA)及碱度的变化情况,并对启动后污泥的特征和反应器生物相进行了分析。

2 材料与方法

2.1 试验装置

该厌氧折流板反应器由8mm厚的有机玻璃制成,反应器分为六格室,每一格室又由上、下流室组成,上向流室与下向流室宽度比为3∶1,通往上流室的挡板下部边缘有45°倾角的导流板布水,便于将水送至上流室的中心,使泥水充分混合以维持较高的污泥浓度。每格室侧壁上部设有污水取样口,用于取样监测污水水质;每格室侧壁下部设有污泥取样口,用于取样监测污泥;每格室顶部设有排气孔,整个试验中温度由恒温水浴锅进行控制。反应器长×宽×高为:524 mm×170 mm×460 mm,有效容积为20 L。

2.2 试验用水水质

试验用水为人工配制葡萄糖废水,浓度为872～3520 mg/L,COD∶N∶P=250∶5∶1,并投加适量微量元素Zn2+、Mn2+、Co2+、Ni2+等。

2.3 接种污泥

接种污泥取自西安第四污水处理厂二沉池,污泥体积约为反应器有效容积的1/3。此时,VSS/TSS=0.287左右。将此污泥在35℃的恒温培养箱,培养两周后,投入反应器接种,接种污泥量为7.5 L。

2.4 分析方法

COD采用标准重铬酸钾法;VSS和TSS采用重量法;VFA用直接蒸馏法;碱度用溴甲酚绿-甲基红;温度用普通水银温度计,进水浓度为800、1000、1500、2000、2500、3000、3500 mg/L。连续运行69 d,考察每个格室的厌氧污泥、pH值、COD、VFA、碱度等指标。

3 结果与讨论

3.1 ABR反应器的启动

试验自2009年11月15日开始,启动采用的控布参数如下:温度控制为25～32℃。进水采用人工配置的葡萄糖废水,投加Na HCO3补充碱度。在启动前期,碱度按COD∶碱度=2/3投入,后期按COD∶碱度=1.5/3投入。此外,按照COD∶N∶P=250∶5∶1,投加一定量的NH4CI作为氮源、KH2PO4作为磷源,及Fe、Co、Ni、Zn、Mn等矿物源和微量元素。

反应器的启动分为高负荷启动和低负荷启动,本实验采用低负荷启动的方式进行。启动阶段,采用固定水力停留时间为24h,不断提升有机负荷的方法,开始进水COD为824 mg/L,启动有机负荷为0.824 kg COD/m3d。当COD去除率达到80.5%左右时,改变进水浓度,逐渐增加负荷。最初几天,因为进水对污泥的淘洗,使得出水的悬浮物浓度较高,COD去除率很低,只有46.5%左右,并有污泥上浮现象产生。经过大概三周的培养,反应器产气量明显增加,COD去除率达到84.2%左右。从第32～55天将COD负荷增加到2.107～3.08 kg COD/m3d,经过一周的运行,COD去除率达到92.4%以上。第56天将负荷调至3.5 kg COD/m3d,经过7 d的运行,进水浓度达到3520 mg/L左右,COD去除率达到93.3%左右,并且运行稳定,ABR启动成功。

3.2 ABR启动过程中COD的变化

3.2.1 ABR对COD去除率

启动过程经过了三个阶段。第一阶段保持水力停留时间在24 h左右,逐步将进水浓度800mg/L提高到1500 mg/L左右,主要考察进水浓度对反应器运行性能的影响。第二阶段保持进水浓度为2000 mg/L提升到3000mg/L,平均有机负荷为2.15～2.99 kg COD/m3d。第三阶段主要考察反应器抗有机冲击的性能。将ABR进水的浓度由3000 mg/L提升到3520 mg/L左右。

在反应的启动前期去除率比较低,在59.2%左右,此时的容积负荷为0.824 kg COD/(m3d)。随着运行时间的增加,微生物逐渐适应了反应器的环境被驯化,COD去除率一直上升,当反应器的容积负荷增加到1.168 kg COD/(m3d)时,COD去除率达到了80.5%,继续增加负荷到1.776 kg COD/(m3d)时,COD去除率达到最高值为84.2%,当容积负荷从1.772 kg COD/(m3d)上升到2.107 kg COD/(m3d)时,COD去除率下降到了83.3%,降幅为0.9%。继续增大负荷值到2.24 kg COD/(m3d),COD去除率下降到80.5%,降幅为2.8%。在提升COD负荷为2.40 kg COD/(m3d)继而到3.52kgCOD/(m3d),开始都由于负荷过高而使得去除率下降,但是经过10多天的培养驯化后去除率可稳定在93.3%。

出现以上情况的原因:刚开始微生物的处理效率并不很高,是由于此时微生物还未适应反应器的环境,随着运行时间的增加微生物逐渐被驯化,COD去除率呈上升趋势。在此过程中COD去除率的变化如图2所示,其中系列1:VLR=3.30;系列2:VLR=2.53;系列3:VLR=1.47;系列4:VLR=0.82。

由图2可见,在改变负荷时,1、2号格室承受着原水波动的冲击最大,因而COD变化也较大,它们对COD的降解起着主导作用,随着格室的推移,它们对COD的降解基本趋于稳定,反应器总的去除率基本保持在82%～93.3%,有机负荷与去除负荷成正比,这与Akuna的研究一致[2],表明ABR具有较强的耐冲击负荷能力。

3.2.2 ABR启动过程中pH变化

pH值是反应器启动成功与否的重要判据之一,特别是甲烷菌对PH较为敏感,产甲烷菌最佳活性的pH范围为6.8～7.2,因此需要每天对pH进行监测。在进水中加入一定量的Na HCO3保持适当的pH值缓冲能力,用以防止VFA积累引起酸化。ABR启动过程中的pH变化曲线如图3所示,其中系列1:VLR=0.82;系列2:VLR=1.47;系列3:VLR=2.53;系列4:VLR=3.30。

由图3可以看出:pH值变化在初期略有异常(偏低),但经一段时间后恢复正常。这是因为在反应初期,酸化菌与产甲烷菌未能实现协调生长。酸化菌的世代周期短、繁殖快,所以初期反应器pH值总体偏低。经历一段时间后,产甲烷菌达到一定的数量,对有机酸的分解作用,以及碱度的中和作用,与产酸菌分解有机物的作用达到同步,系统的pH值就达到了正常状态。

进水pH随着流程的后移,pH逐渐升高,出水达到最大为7.14。原因如下:第一、二隔室内主要发生水解酸化作用,基质首先由不溶性大分子转化为可溶性小分子,然后被产酸菌进一步降解,主要产物为低分子脂肪酸,如乙酸、丙酸、丁酸等。由于此阶段产酸进行得很快,致使基质pH值迅速下降。此后,由于有机酸和溶解的含氮化合物进一步分解为氨、胺、碳酸盐和少量的CO2、CH4和H2,使氨态氮浓度升高,氧化还原电位降低,进而pH值上升。

图3中还可以看出:第1、2隔室pH值基本上保持在6.2～6.58这个范围内,而3、4格室基本上接近中性,5、6隔室pH基本在中性偏碱范围内。每次负荷提升阶段初期,由于冲击负荷较大,会在短时间内造成VFA的积累而使PH较低。第1格室pH值都低于6.5,为了不至于对甲烷菌产生抑制作用,及时用Na HCO3增加进水碱度。可以看见系统逐渐恢复正常。

3.2.3 ABR启动过程中VFA变化

根据厌氧消化理论知道,废水中的有机物进入厌氧反应器后在微生物的作用下经过水解发酵、产氢产乙酸和产甲烷三个阶段之后被降解。在ABR反应器这种多格室结构中,前段的格室承受的有机负荷远高于反应器的平均负荷,营养成分丰富而充足,产酸菌代谢非常活跃,产生的代谢产物中含有大量的有机酸,在后面的隔室中不断进行着产甲烷过程,将这些发酵产物降解。即沿着反应器内废水流动的方向,产生的有机酸被不断降解,反映在测得的各隔室出水VAF指标会不断降低。如图4所示,其中系列1:VLR=3.30;系列2:VLR=2.53;系列3:VLR=1.47,系列4:VLR=0.82。

由图4可以看出,随着水流的推移,从1到6号格室的VAF值逐渐减少,更清楚地反映了ABR反应器产酸相和产甲烷相的分离现象。

3.2.3 ABR启动过程中碱度变化

ABR启动过程中碱度变化如图5,其中系列1:VLR=3.30;系列2:VLR=2.53;系列3:VLR=1.47;系列4:VLR=0.82。

从图5可以看出,碱度沿程逐渐增加,同时比较VFA、pH的变化图可知碱度的变化趋势与pH一致,与VFA相反,碱度的最高点出现在VFA的最低点,从而不难得出,有机物的酸化过程是消耗碱度的过程,而产甲烷的过程是恢复碱度的过程。

但是对于一个运行良好的反应器,碱度的调节是必不可少的,因为碱度的意义在于提供足量的可供中和产酸阶段生成的VFA的碱度,防止反应器内pH值的过度下降。在此反应器启动过程中,碱度是变化的,在启动初期,碱度按COD∶碱度=2/3投入,后期按COD∶碱度=1.5/3投入,这样更利于颗粒污泥的形成。

3.3 污泥颗粒化及微生物组成的研究

3.3.1 污泥颗粒化

经过多天的培养驯化后污泥的活性得到了很大的改善,现将接种培养初期与反应器启动成功后各隔室的VSS/TSS值进行对比见表1。

在启动67 d后,各格室出现了不同程度的污泥颗粒化,特别在1、2、3格室基本布满了颗粒污泥,污泥平均粒径2～3 mm,并且各格室污泥颗粒化程度不一,1号格室粒径最大,最大可达4mm,这主要是因为反应器前端有机负荷高,营养丰富,有利于菌种的生长繁殖。反应器中的颗粒污泥颜色也不一,前面1、2格室的负荷较大所以颜色呈灰色或灰白色,后面格室内的颗粒污泥颜色呈黑色。

3.3.2 微生物组成

不少学者认为ABR内主要存在两种乙酸分解菌:甲烷八叠球菌和甲烷丝状菌。甲烷八叠球菌要比甲烷丝状菌生长得快,前者的世代时间为1.5 d,后者的世代期为4 d。在乙酸浓度较高时主要以甲烷八叠球菌为主,在乙酸浓度较低时则主要以甲烷丝状菌为主。

利用电镜进行污泥表面特征及主要菌种的观察,结果表明:1、2格室以丝状菌、球菌、短杆菌为主,相互交织成网状杂以链球菌,随着格室的推移逐渐出现球菌、双球菌、八叠球菌等。同时发现在已有的颗粒污泥表面有许多空隙和洞穴,并且直径较大的1号格室的颗粒污泥表面出现了部分空腔,这是由于基质不足而引起的细胞自溶。

4 结论

(1)在25～32℃条件下,经历69 d,共三个阶段成功地启动了ABR反应器,进水COD容积负荷0.824达到3.520 kg COD/m3d,出水的各项指标COD、pH值等均未超出限度。

(2)VAF和pH随格室的变化说明,ABR反应器中存在产酸和产气相的分离。这种相的分离是促进反应器稳定高速运行的重要条件,而ABR反应器的折流板结构,正是提供了这样一种相分离所需要的工艺条件。

(3)镜检实验表明:第一格室存在大量的优势发酵细菌,并有代谢乙酸的丝状甲烷细菌,颗粒污泥中的微生物逐渐向以产甲烷细菌优势菌群过渡。反应器格室中的颗粒污泥形状各异,表面凹凸不平,存在孔隙和洞穴。颗粒较大的污泥表面有空腔出现。

(4)ABR具有良好的稳定性和抗冲击负荷能力,在改变冲击负荷时,系统能在很短的时间内达到稳定,并且去除效果良好。

摘要：在25～32℃条件下,水力停留时间为24h时,容积负荷1.02～3.52kgCOD/m3.d时,对ABR反应器进行了69d三个阶段的启动实验,ABR反应器COD的去除率达到92.4%以上,并且保持稳定,反应器启动完成。

关键词：厌氧,ABR,启动

参考文献

[1]WILLIAM PBARBER,DAVID C STUCKEY.The use of the anaerobic baffled reactor ABR for wastewater treatment:A Review[J],Watet Res,1999,33,(7):1559-1578.

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇3

模拟IC厌氧生物处理工艺处理棉浆废水,废水COD去除率可达85%以上,产生的沼气可以作为提升的动力,实现了反应器内部水力循环.而且该工艺废水停留时间短、运行稳定、能够承受高浓度悬浮物,所以该工艺适合于棉浆废水的处理.

作 者：李耀辰 鲍建国 董鹏飞 LI Yao-chen BAO Jian-guo DONG Peng-fei 作者单位：李耀辰,鲍建国,LI Yao-chen,BAO Jian-guo(中国地质大学环境学院,武汉,430074)

董鹏飞,DONG Peng-fei(河北科技大学理学院,石家庄,050018)

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇4

厌氧反应器+序批式反应器技术处理造纸高浓废水

利用厌氧反应器技术处理造纸高浓废水,CODCr可从9 000mg・L-1降到2 000mg・L-1以下,再用去除率高达90%的序批式反应器技术进行深度处理,废水处理效果显著.

作 者：陈荣 冯玛P 黄耀兴 CHEN Rong FENG Ma-li HUANG Yao-xing  作者单位：陈荣,黄耀兴,CHEN Rong,HUANG Yao-xing(华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广东,广州,510641)

冯玛P,FENG Ma-li(广东省广宁纸浆厂,广东,广宁,526300)

刊 名：纸和造纸  PKU英文刊名：PAPER AND PAPER MAKING 年，卷(期)： 25(6) 分类号：X7 关键词：厌氧反应器   水解酸化反应   序批式反应器技术  

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇5

新农村建设猪场废水厌氧处理应用研究

在新农村建设过程中,我国的养猪业得到了迅速的发展,其带来农村经济发展的同时也带来了严重的环境污染问题.养猪废水问题已经成为阻碍新农村建设的`重要问题.由于厌氧处理在处理废水的同时也能生产沼气,可解决农村能源问题,在我国新农村建设中具有广阔的应用前景.

作 者：赵海华 ZHAO Hai-hua  作者单位：孝感学院,城市建设学院,湖北,孝感,432100 刊 名：工程建设与设计 英文刊名：CONSTRUCTION & DESIGN FOR PROJECT 年，卷(期)： “”(3) 分类号：X703 关键词：猪场废水   厌氧处理   厌氧反应器  

厌氧折流板反应器处理啤酒废水的实验研究 篇6

生产规模中药废水两相厌氧生物处理工艺研究

采用两相厌氧-好氧工艺系统治理哈尔滨中药二厂高浓度难降解有机生产废水,通过两相厌氧工艺的运行效果,分析了其在工艺系统中的作用.生产性试验突破了中药废水生物处理技术始终停留在原水COD低于5 000mg/L、可生化性良好的易处理废水上的研究现状.现场调试运行结果表明:在进水浓度多为7000～40000mg/L且废水可生化性差(BOD5/COD<0.2)的`情况下,产酸相反应器的日平均COD容积负荷可达到20～30kg/(m3・d),平均COD去除率为47.1%;产甲烷相反应器27d启动成功,其COD容积负荷可达到6.0～7.0kg/(m3・d),平均COD去除率为94.06%;两相厌氧工艺系统COD总去除率可达93.0%以上,是整个工艺系统出水达标排放的重要前提.

作 者：作者单位：刊 名：环境科学 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE年，卷(期)：26(4)分类号：X787关键词：高浓度有机废水 中药废水 两相厌氧处理工艺