ABR及UASB处理浆粕黑夜的效果分析研究应用.doc

ABR及UASB解决浆粕黑液效果分析研究

张新国,郭京君

(山东银鹰化纤有限公司,山东高密 261500)
［摘要］采用ABR（厌氧折流板反映器）及UASB（上流式厌氧污泥床反映器）两种实验装置分别解决高浓度浆粕黑液，考察了进水COD（化学耗氧量）、温度 、HRT（停留时间）、PH、污泥浓度，污泥分布对厌氧生物解决影响，成果表白两种反映器都具备较强解决能力且长期稳定，其中UASB去除效果明显好于ABR，但污泥流失严重于ABR。
［核心词］ ABR UASB 浆粕黑液 厌氧生物解决
浆粕黑液具有大量纤维素、木质素等大分子有机物，具备水量大、PH呈强碱性、COD10000 mg/L等特性。采用ABR及UASB两种厌氧实验反映器解决浆粕黑液，比较两者在同等运营条件下解决效果。该实验重要环绕COD去除率、污泥流失率、产气状况、与否可燃性等指标测量进行。通过效果分析总结为实际运营方案提供技术支持。
1 实验某些
1.1 实验装置
ABR反映器由有机玻璃制成，其长、宽、高 分别为120cm、48cm和44cm，有效容积为250L。该反映器是被垂直折流板提成4个隔室，每个单元底部设取泥口、顶部设出气口及COD取样口。UASB反映器由有机玻璃制成，直径25cm、高度210cm，有效容积为100L。沿反映器高度设有上、中、下部3个检测口（COD及污泥浓度检测取样），顶部设出气口。

ABR反映器中使用一系列垂直安装折流板使被解决废水在反映器内沿折流板作上下流动，借助于解决过程中产生沼气，厌氧微生物与污水在各个隔室内作上下混合运动，而整个反映器内水流则以较慢速度作水平流动。由于污水在折流板作用下，水流绕折流板流动而使水流在反映器内流经总长度增长，再加之折流板阻挡及污泥沉降作用，生物污泥被有效地截留在反映器内。
UASB反映器由污泥反映区、气液固三相分离器（沉淀区）和气室三某些构成。在底部污泥反映区内存留大量厌氧污泥，具备良好沉淀性能和凝聚性能污泥在下部形成污泥床。要解决污水从厌氧污泥床底部流入与污泥进行混合接触，污泥中微生物分解污水中有机物，把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大气泡，在污泥床上部由于沼气搅动形成一种污泥浓度较稀薄污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气遇到分离器下部反射板时，折向反射板四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气用导管导出，固液混合液通过反射进入三相分离器沉淀区，污水中污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上污泥沿着斜壁滑回沉淀至污泥反映区内，使反映区内积累大量污泥，与污泥分离后清水从沉淀区溢流堰上部溢出。
1.2 实验原水
参照实际运营状况，实验原水提前调配。按一定比例混合浆粕蒸煮黑液与洗浆水，将COD调至实验规定范畴内，用盐酸调至PH7-8，混合均匀。
1.3 检测分析办法
COD、SS（悬浮物）均采用原则办法，污泥流失率采用出水过滤办法测定，出气状况和可燃性采用观测办法，做好记录并绘制图表。
1.4 实验运营条件
ABR及UASB厌氧反映器采用同等运营条件：
（1）持续稳定进水、出水 （2）温度 30-35℃ （3）进水PH7-8 （4）采用环保东站厌氧池中污泥接种（5）HRT同步变化（6）各项操作、检测均同步进行。
1.5 实验方案
1.5.1 启动厌氧实验系统 由于实验装置长时间未启动，检查实验装置密封性以及装置内污泥沉积状况与否需要补加污泥。
1.5.2 调节实验装置 保证两种厌氧反映器处在同等运营条件，实验参数涉及温度、进水COD、PH 、HRT 等达到实验规定。
1.5.3 实验第一阶段：低负荷模仿运营实验
进水COD控制在 4000-5000 mg/L ，进水PH 7-8
HRT逐渐缩短 4天-3天-2天 反映器内温度30-35℃
1.5.4 实验第二阶段：提高负荷模仿运营实验
进水COD控制在6000 mg/L左右，进水PH 7-8
HRT保持2天 反映器内温度30-35℃
1.5.5实验第三阶段：高负荷模仿运营实验
进水COD控制在 8000mg/L左右，进水PH 7-8
HRT2天 反映器内温度30-35℃
1.6 实验时间
实验第一阶段共运营19天。实验第二阶段共运营25天，实验第三阶段共进行12天，共运营56天。
2实验成果
2.1 有机物去除效果
实验过程中COD变化状况见表1图1 ：

表1：ABR及UASBCOD去除效果(mg/L)
指标
时间
ABR
UASB
进水
出水
去除率
进水
出水
去除率
第一阶段
HRT4天
3961
2588
34.7%
4094
2642
35.5%
HRT3天
4989
3120
37.5%
4947
2647
46.5%
HRT2天
4638
3111
32.5%
4567
2658
41.8%
第二阶段
6108
3943
35.6%
6110
3471
43.2%
第三阶段
8123
4813
40.7%
8123
4545
44.0%
平均
6044
3810
36.9%
6033
3423
43.2%

图1：ABR及UASB两者COD去除率比较

从表1图1可见，进水COD在5000mg/L如下时，出水COD去除率相对稳定，HRT变化对两种反映器影响都不明显
进水负荷提高时，COD去除率略有提高。其中ABR去除率明显低于UASB。
从整体来看，ABR去除率在36.9% ，UASB去除率在43.2%。
2.2 出水污泥流失状况
反映器出水带走活性污泥，会导致出水COD增高，因而，将反映器出水过滤，先后测定COD差值，视为流失活性污泥，以此来判断反映器污泥流失率高低。
实验过程中污泥流失状况见表2图2。
表2： ABR及UASB出水污泥流失状况(mg/L)
指标
时间
ABR
UASB
出水
过滤后
流失率
出水
过滤后
流失率
第
一
阶
段
HRT4天
2478
2202
11.14%
2503
2147
14.22%
HRT3天
3120
2751
11.86%
2647
2356
11.00%
HRT2天
3136
2939
6.28%
2677
2363
11.70%
第二阶段
3933
3589
8.73%
3456
3073
11.08%
第三阶段
4825
4287
11.2%
4581
3955
13.9%
平均
3780
3431
9.22%
3410
2996
12.1%

图2：ABR及UASB污泥流失率比较
从表2图2可见， 污泥流失状况波动很大，但整体体现平稳。其中ABR污泥流失率9.22% 明显低于UASB污泥流失率12.1%。
2.3 活性污泥浓度变化状况
表3：ABR污泥浓度成果(mg/L)
ABR
污泥浓度

阶段
单元1
单元2
单元3
单元4
平均
1
1000
32996
43003
1000
19500
2
3258
40046
26168
2538
18002
3
5333
54770
82464
5330
36973
表4：UASB污泥浓度成果(mg/L)
UASB
阶段
底部
中部
上部
平均
1和2
19682
11304
2331
11105
3
32624
5055
3687
13788

2.3.1 从表3表4可见，两者污泥均有所增长，污泥分布发生变化。
2.3.2 ABR反映器污泥重要集中在第二单元格和第三单元格，各单元格在运营过程中污泥均逐渐增多。UASB反映器在运营过程中污泥增多，并且污泥发生沉降，重要集中在下部，形成明显污泥层，上部污泥量很少。
2.3.3实验发现，两种反映器都存在浮渣层。浮渣层阻碍了气体释放，导致气体再次下沉，不利于厌氧反映进行。

2.4 出气状况 可燃性
通过观测，ABR及UASB两种反映器始终产气并可燃；ABR反映器第二单元格产气量最大，长期燃烧，其他单元格则气量很小，偶有气体放出。
通过实验发现，当UASB反映器出气口不水封时，有泡沫溢出。验证得知，泡沫产生属正常现象。通过水封出气口，可以加大三相分离器内部压力，减少三相分离器内液位，泡沫破碎不溢出。
2.5 反映器内部去除率分布状况
2.5.1 分别在UASB反映器上、中、下部检测口取样，测COD分别为：4102mg/L、4198mg/L、4285 mg/L。进水COD7706 mg/L，COD去除率分别为46.7%、45.5%、44.4%，三者相差不大，阐明重要厌氧反映发生在底部。出水口和沉淀区虽然存在少量活性污泥，但解决效果不明显。
2.5.2 在ABR反映器1—4单元格取样口依次取样，测COD分别为7092 mg/L、4702 mg/L、4689 mg/L、4606 mg/L。进水COD 7706 mg/L，1—4单元COD去除率分别为7.9%、38.9%、39.2%、40.2%，阐明ABR反映器内部重要厌氧反映发生在第二个单元格，其他单元格解决效果不大；这种现象与厌氧过程分解阶段关于，第一单元格重要起水解酸化作用，有机物甲烷化分解重要集中在第二单元格，第三、四单元将残存有机物进行了进一步消化解决，但效果已不明显。
2.6 实验过程中存在问题
2 .6.1 ABR反映器污泥分布不均，污泥随水流发生移动，污泥从前到后逐渐增多。UASB反映器污泥集中在下部，形成污泥层。
2.6.2 当进水COD提高到8000mg/L左右时，实验原水粘稠、浑浊。UASB反映器出气口存在大量污泥和泡沫，易堵住三相分离器和管道，通过水封出气口，加大水压，减少三相分离器内液位，泡沫不会进入出气口。ABR反映器设计比较合理，不存在泡沫堵塞管道现象。
3结论
3.1 ABR及UASB两种厌氧反映器在容积负荷为4.0 kgCOD/(m3.d)条件下依然具备40%以上COD去除率，阐明两者均具备较强污染物去除能力且可以长期稳定，UASBCOD解决效果略优于ABR。
3.2 ABR及UASB两种反映器都存在污泥流失状况。ABR反映器各单元格污泥分布不均，污泥随水流移动。最后一种单元污泥逐渐增多，应当及时回流或排泥，避免出水带泥。UASB反映器污泥流失较重。但由于进水负荷很高，污泥可以得到及时补充，形成明显污泥层。污泥分布基本保持稳定。
3.3 UASB反映器可通过水封出气口来防止泡沫产生，保持一定压力，不能漏气，否则泡沫及污泥易堵塞管道。