傳質(zhì)強(qiáng)化技術(shù)提高UASB反應(yīng)器產(chǎn)甲烷能力的研究.pdf

1、UASB反應(yīng)器是到目前為止應(yīng)用實際工程最普遍的厭氧反應(yīng)器之一，結(jié)構(gòu)簡單，能有效降解多種高濃度有機(jī)廢水。造紙廢水中含有大量有機(jī)污染物，常采用厭氧生物反應(yīng)方法進(jìn)行處理。但是缺點(diǎn)是有機(jī)物降解率較低，產(chǎn)甲烷能力不高。因此，本文針對UASB反應(yīng)器對造紙廢水處理進(jìn)行研究，并通過改造反應(yīng)器，提高造紙廢水的處理效率，促進(jìn)產(chǎn)甲烷能力。
　　本文以造紙廢水化學(xué)組分分析為起點(diǎn)，采用水質(zhì)常規(guī)測定方法、紅外等技術(shù)，分析造紙廢水的污染物質(zhì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，造紙廢水

2、的COD為10486-11108.11mg/L，B/C僅為0.156，可生化性較差;造紙廢水中還含有羥基、雙鍵以及苯環(huán)等基團(tuán)，導(dǎo)致造紙廢水的色度比較大。經(jīng)GC-MS檢測，廢液中共含有16種有機(jī)污染物，主要為芳香族化合物包括酚類、有機(jī)酸類等。
　　采用UASB反應(yīng)器處理造紙廢水，控制反應(yīng)器進(jìn)水pH值為7.5，反應(yīng)溫度為38℃，水力停留時間為24h，進(jìn)行UASB反應(yīng)器的啟動實驗。經(jīng)過連續(xù)運(yùn)行85d，當(dāng)進(jìn)水全部為造紙廢水時，出水COD為

3、3900-4195mg/L，COD去除率達(dá)到59-61％;出水氨氮為98-110mg/L，氨氮去除率達(dá)到59-61％;出水總磷為28-31mg/L，去除率達(dá)到40-42％;出水pH值在7.0-7.5之間，出水VFA在100-120mg/L; MLVSS達(dá)到9.861g/L，MLSS達(dá)到17.104g/L且逐漸上升，污泥負(fù)荷維持在1-1.2gCOD/(gMLVSS·d)之間;甲烷氣體體積所占比例達(dá)到39％，二氧化碳?xì)怏w體積所占比例達(dá)到34

4、％，并開始上升，硫化氫含量為13-16mg/m3。由COD和氨氮的去除率可以得到:反應(yīng)器啟動獲得成功。
　　為提高UASB反應(yīng)器的處理能力，對原有UASB反應(yīng)器進(jìn)行改造，在反應(yīng)器接觸反應(yīng)區(qū)間隔10cm設(shè)置圓缺型交錯排列的篩板。經(jīng)過連續(xù)運(yùn)行12d，最終出水COD、氨氮和總磷相對穩(wěn)定，反應(yīng)器中MLSS和MLVSS呈逐漸上升的趨勢，分別從18.24g/L和10.63g/L增加到42.24g/L和31.81g/L，污泥負(fù)荷為1.08gCO

5、D/(gMLVSS·d)。甲烷氣體體積所占比例在50％以上，高于二氧化碳的氣體體積所占比例，而且隨反應(yīng)時間延長，氣體體積所占比例略有增長，硫化氫的含量較低，平均含量為9.8mg/m3。厭氧反應(yīng)日產(chǎn)氣量從1425mL/d逐漸增加到1680mL/d，單位質(zhì)量COD的產(chǎn)氣量從265mL/gCOD增大到290mL/gCOD，產(chǎn)甲烷量從134mL/gCOD增大到172mL/gCOD，甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到50％左右。結(jié)果表明設(shè)置篩板能保證厭氧反應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行

6、，提高甲烷產(chǎn)量。
　　為了驗證結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的UASB反應(yīng)器的處理能力及產(chǎn)甲烷能力，針對設(shè)置篩板的UASB反應(yīng)器和無篩板的UASB反應(yīng)器進(jìn)行對比實驗。經(jīng)過25 d連續(xù)運(yùn)行，有篩板的反應(yīng)器和無篩板的反應(yīng)器的COD、氨氮和總磷去除率分別達(dá)到57％、56％、43％和50％、49％、28％，MLVSS濃度分別達(dá)到40g/L和30g/L，污泥負(fù)荷分別為0.3gCOD/(gMLVSS·d)和0.32gCOD/(gMLVSS·d)，日產(chǎn)氣量最大值分

7、別為1705mL/d和1435mL/d，單位質(zhì)量COD產(chǎn)氣量最大值分別為300mL/gCOD和285mL/gCOD，產(chǎn)甲烷量分別為211mL/gCOD和171mL/gCOD，甲烷轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到60％和49％。對比結(jié)果表明設(shè)置篩板能提高厭氧反應(yīng)處理效果，提高甲烷產(chǎn)量。
　　為了考察厭氧反應(yīng)器低溫處理能力，進(jìn)行了低溫運(yùn)行實驗。結(jié)果表明，當(dāng)溫度從38℃降低到26℃時，有篩板的反應(yīng)器對COD、氨氮和總磷的去除率下降，污泥濃度、產(chǎn)氣量、單位