厌氧序批式反应器预处理焦化废水研究

1、厌氧序批式反响器预处理焦化废水研究摘要：在中温35条件下，利用厌氧序批式反响器ASB试验装置对焦化废水进展了厌氧预处理研究。对以蔗糖为基质培养的接种颗粒污泥进展了225d的驯化。生物化学甲烷势BP测定结果说明，焦化废水的最大甲烷化率是41.9。采用正交试验分析研究了进水时间与反响时间比值tf/tr、沼气搅拌强度、间歇搅拌方式3个工艺条件对Dr去除效率的影响程度，并对3个工艺条件进展了优化研究。关键词：厌氧序批式反响器焦化废水厌氧预处理PretreatentfasteaterfrkingPressithAnaerbiSequentialBathReatrAbstrat：Ananaerbipret

2、reatentfasteaterfrkingpressithAnaerhiSequentialBathReatrASBRataildteperaturef35asstudiedThegranularslidsludgefrinulatin，hihasultivatedithsurseasthesuhstrate,hadbeenaliatedfr225daysTheresultsfdeterinatinbyBPBilgalethanePtentialshedthattheaxiuethanatinrateftheasteaterfrkingpressas41.9rthgnaltestasadet

3、evaluatetheeffetsfthreepressnditinsnDrrevaleffiieny，inludingratifaterfillingtietreatintietf/tr，ethaneagitatinintensityandinterittentagitatinInadditin，ptiizatinfthesethreepressnditinsasstudiedKeyrds：anaerbisequentialbathreatr；asteaterfrkingpress，anaerbipretreatent焦化废水是在消费焦炭、煤气、焦油及其它焦化产品的过程中产生的废水。由于焦化

4、废水含高浓度的氨氮和许多难生物降解有机物，对环境危害较大。厌氧预处理可以将焦化废水中难以生物降解的有机物转化为一些易于生物降解的有机物，为后续的好氧生物降解创造良好条件，从而进步整个系统的处理效率1。本课题研究厌氧序批式反响器ASBR对焦化废水进展预处理的可行性及工艺特性。1试验材料与方法1.1ASBR反响器实验运行系统小试规模ASBR反响器置于35恒温室中。实验用水取自太原市煤气公司焦化厂经过除油、蒸氨工序之后的焦化废水。实验装置如图1所示。1.2生物化学甲烷势BP测定方法容积为500L的葡萄糖瓶作为生物化学甲烷势BP测定用反响器。BP的测定步骤：取100L颗粒污泥置于500L的葡萄糖瓶中，

5、加适量的背景无机营养液和350L的焦化废水中(Dr)=800g/L，用氮气吹走葡萄糖瓶中的空气以保证厌氧状态并用医用橡皮塞密封瓶口。将葡萄糖瓶置于35的环境中进展培养。同时进展空白测定：即在另一葡萄糖瓶中只参加100L的颗粒污泥，而不参加焦化废水，其它步骤同上。每日分别记录水样和空白的甲烷产气量，直至产气停顿。由于葡萄糖瓶中排出的气体包含有甲烷和2，而2不能代表厌氧条件下Dr的相应减少量，故应将产生的2用0.1l/L的NaH吸收。当水样和空白都不再产气时，BP测定完毕。此时，水样总产气量减去空白总产气量就是BP的测定结果。1.3实验内容用焦化废水对ASBR反响器中的以蔗糖为基质培养的厌氧颗粒污

6、泥进展驯化；测定焦化废水的BP；研究ASBR工艺厌氧预处理焦化废水的工艺条件和工艺特性。2结果与讨论2.1驯化过程实验中采用逐步增加以蔗糖为基质的进水中焦化废水所占Dr的比例，同时逐步降低有机负荷的方法对以蔗糖为基质培养出来的接种厌氧颗粒污泥进展驯化，使微生物逐步适应低浓度有毒难降解的焦化废水的特性。驯化历时共225d。驯化后颗粒污泥稳定。2.2BP的测定对颗粒污泥经175d处理焦化废水的驯化后，取少量的颗粒污泥对焦化废水进展BP测定。用BP来评价厌氧工艺对焦化废水可能到达的最大处理效率。应该指出，BP和BD5一样，是废水中有机污染物生物转化的评价指标，BP不等于厌氧工艺中所能去除的有机物数量

7、，只有在动态工艺试验中，才能最终确定有多少有机污染物可以转化为甲烷2。BP测定说明，厌氧处理焦化废水时，Dr的最大甲烷化率为41.9。2.3ASBR最正确工艺参数的正交试验根据驯化过程的经历，可以确定影响Dr去除率的3个重要因素分别为：进水时间与反响时间的比值tf/tr、沼气搅拌强度和间歇搅拌方式。为了选择出最正确的ASBR运行条件，完成驯化后，对进水时间与反响时间的比值、搅拌强度、间歇搅拌方式这3个对处理效率影响明显的运行条件通过正交试验做出选择。实验中运行周期为24h，进水pH控制在7.08.0，沉淀时间为1h。选择的进水时间与反响时间比值为3个程度0.3，0.5和1.0。考虑到搅拌对实验

8、的影响程度，搅拌太弱时，搅拌不均匀；但搅拌太强时，对颗粒污泥剪切力太大，造成颗粒污泥解体，选取沼气搅拌强度的3个程度为200，300，400L/in；间歇搅拌方式为30s/30in、30s/20in，100s/45in。最后根据要做的实验中的因子数3个及程度数3个选择正交表为L934正交试验分配及分析见表1。表1ASBR正交试验结果及分析程度ABD数据y合计Y因子进水时间/反响时间搅拌硬度间歇搅拌方式空白实验号tf/trL/ins/inDr去除率/10.320030/20116.691716.3216.2666.2720.330030/30216.0914.416.1216.1662.7730

9、.3400100/45315.9815.1916.1916.2463.640.520030/30329.6322.7724.9223.4100.7250.5300100/45133.9238.5136.0733.37141.8760.540030/20227.8728.1525.3326.79108.1471.0200100/45218.4718.9823.0221.0181.4881.030030/20318.618.9920.4419.0677.0991.040030/30122.3124.9626.6425.93100.04111=192.6412=248.4713=251.514=30

10、8.18T=801.98221=350.7322=281.7323=263.5324=252.39331=258.6132=271.7833=286.9534=241.41111=64.2112=82.8213=83.8314=102.73221=116.9122=93.9123=87.8424=84.13331=86.2032=90.5933=95.6534=80.47Rj极差158.0933.2635.4566.77SjS1=1050.85S2=48.57S3=54.16S4=213.65ST=1447.1采用表L934所做的9次实验的结果来分析各因子程度改变对实验的影响，结果见表1。由表

11、1，因子Atf/tr比值的平均值ij分别为：11=64.21，21=116.91，31=86.20。这3个均值差异较大，这种差异反响了因子Atf/tr比值的3个不同程度的改变对实验Dr去除率的影响。可以看出，21=116.91最大，说明因子A取A2程度最好，即tf/tr取0.5时试验结果最好。同理22值大于12和32，说明搅拌强度在取300L/in时试验结果最正确；33值大于13和23，说明间歇搅拌方式取100s/45in时实验结果最好。由上述分析可以得出实验的最正确工艺条件为A2B23，即为第5号实验。ASBR厌氧预处理焦化废水的最正确运行条件为：tf/tr值为0.5；搅拌强度为300L/i

12、n；间歇搅拌方式为100s/45in。在上述正交试验所选定的最正确工艺参数下稳定运行了53d。ASBR反响器进水焦化废水Dr的质量浓度为4161304g/L，进水氨氮的质量浓度为230668g/L，进水碱度为500840g/L，进水pH值为7.08.0。每次新取的水样稳定运行23d后，Dr去除率可稳定在3040，与BP测定结果吻合。2.4颗粒污泥状态接种颗粒污泥粒径一般为23。在用焦化废水对颗粒污泥进展驯化时，随着有机负荷的不断降低及进水中焦化废水比例的不断增加，颗粒污泥形状变为近似椭球形，粒径减小，其中粒径多为1.71.5的个体。ASBR反响器中接种的颗粒污泥以甲烷八叠球菌为主体。在ASBR

13、厌氧预处理焦化废水实验完毕时，采用电镜扫描技术SE对ASBR反响器中颗粒污泥的微生物相进展了观察，观察结果说明反响器中的颗粒污泥以甲烷丝状菌为主体，也发现有少量的甲烷八叠球菌，结果见图2至图4。实验接种颗粒污泥是用蔗糖培养而成，蔗糖为易生物降解物质，进水Dr的质量浓度达7200g/L，反响器中乙酸浓度高，颗粒污泥以甲烷八叠球菌为主。焦化废水中Dr的质量浓度较低，大多数情况下低于1000g/L，焦化废水为难生物降解有机物，ASBR反响器中乙酸浓度低，在低乙酸浓度环境下，甲烷丝状菌成为优势菌而大量繁殖3。3结论通过以上的实验工作和分析讨论，可得出如下结论：BP测定说明，厌氧处理时焦化废水中Dr甲烷化率的极限比例为41.9；对生物有抑制和毒害作用的低浓度焦化废水不会使ASBH中颗粒污泥解体；ASBR厌氧预处理焦化废水的重要工艺条件为：进水时间与反响时间之比值tf/tr、搅拌强度、间歇搅拌方式。进水时间与反响时间之比值取0.5，沼气搅拌强度取300L/in，间歇搅拌方式取100s/45in；用ASBR厌氧预处理焦化废水时，在中温35下运行，反响器中(LSS)值为22.9g/L，运行周期取24h其中进水7.2h，反响14.3h，沉淀2.0h，排水0.5