废水生化处理试验报告.docx

UASB—接触氧化处理高浓度有机废水试验研究
Study on Treatment High Strength Organic Wastewater by UASB Reactor and Contact Aerator
1.汤立炯（上海市机电设计研究院,上海 200040） 2.张明(华东师范大学环境科学系, 上海 200062)
Tang Lijiong(Shanghai Institute of Mechanical and Electrical Engineering ,Shanghai 200040)

[摘要]本文主要通过对某家化工厂污水的UASB+接触氧化生化处理模型试验的研究，探索运用UASB法处理高浓度有机废水的可行性。本文还探讨了污水的COD及含盐量的大小对UASB处理效率的影响，及关键参数的选用。
[关键词] UASB 接触氧化 厌氧 好氧 有机废水
[Abstract]
UASB reactor and contact aerator were used to treat wastewater of chemical plant. On the basis of measuring and analyzing, this paper discussed the possibility of use UASB to treat high strength organic wastewater. Besides, the effect of COD value and salt concentration to UASB treatment effect efficiency and selection of its key parameters were also discussed.
[Key words]
UASB Contact aerator Anaerobic Aerobic Organic wastewater

1. 前言
受上海某化工厂的委托，为其全厂的废水处理进行工艺设计。此家化工厂主要产品有羧甲基纤维素（CMC）、赛璐珞和一氯乙酸等，是一家中等规模的化工企业，该厂在生产过程中，会产生一定量的高COD、BOD和高含盐量的高浓度有机废水，全厂所排废水可分为两大类，一类为CMC车间酒精蒸馏残液，浓度高（CODcr约为50000mg/L），含盐量高（约6％）；另一类为全厂的综合废水，浓度相对较低。 由于高浓度有机废水采用一般的物理化学法和常规的生化处理的方法很难达标，为此拟采用UASB+接触氧化法的生化处理工艺。
UASB（Upflow Anaerobic Sludge Blanket），是目前国内外较先进的处理工艺，与其它大多数厌氧生物处理装置不同之处是（1）废水由下向上流过反应器；（2）污泥无需特殊的搅拌设备；（3）反应器顶部有特殊的三相（固、液、气）分离器。其突出优点是容积负荷大，处理效率好，运行性能稳定，构造比较简单。
为了检验该废水处理工艺的可行性，对此家化工厂的高浓度有机废水进行了生化处理模型试验。

2. 模型试验方法
2.1 废水

CMC生产废水由业主提供，经测定CODcr为42640mg/L, BOD5为20700mg/L，含盐量（以总非挥发性固体代）5.54%。该废水经过配水稀释，调节pH和温度（28±2℃），同时按比例添加NP等营养盐[1]后进入厌氧反应器。

接触氧化模型进水由厌氧模型反应器出水配水稀释，并适当添加N、P等营养盐。

2.2 模型装置
2.2.1 CMC废水处理模型装置
CMC废水厌氧处理模型如图1所示。

图1. 厌氧处理模型

试验用厌氧处理模型为UASB反应器，同时其上半部分设置了弹性填料，因此，又兼具AF的特点。为保证进水一定的上流速度，特设一回流泵，将出水回流。

2.2.2 接触氧化模型装置
接触氧化模型装置如图2所示。

图2. 接触氧化模型装置

2.3 检测指标和测定方法
检测指标主要有：CODcr、BOD5、总非挥发性固体、pH和水温。
测定方法见参考文献2。

3. 结果及讨论
3.1 CMC生产废水厌氧处理试验
3.1.1 颗粒污泥的驯化
由于厌氧模型试验所用的颗粒污泥取自啤酒厂的废水厌氧处理装置，其原处理水质与CMC生产废水有较大的差异，因此，在模型试验的第一阶段，采用人工配制的含盐含酒精废水对厌氧颗粒污泥进行驯化，目的是使之逐渐适应CMC生产废水含盐量较高和含酒精的特点，驯化过程中进水水质和负荷如表1。

表1 驯化过程进出水水质情况
时间
(d)
进水COD
(mg/L)
含盐量(%)
容积负荷
(kgCOD/m3d)
出水COD
(mg/L)
去除率
(%)
1
4028
0.5
2.87
－
－
5
4028
0.5
2.87
2376
41.0
6
5137
0.8
3.696
－
－
10
5137
0.8
3.696
2590
49.6

从表1可知，随着驯化的进行，尽管进水COD浓度由4028mg/L增加至5137mg/L，盐度从0.5%增加至0.8%，容积负荷从2.87增加至3.696，厌氧模型装置的COD去除率仍由开始的41％增加至49.6%，这说明在UASB中接种颗粒污泥，可以达到迅速启动的目的，同时经过驯化，该厌氧装置中颗粒污泥已开始逐渐适应含盐含酒精废水。

3.1.2 CMC生产废水模型试验
经测定，所取CMC生产废水的水质情况如表3所示。将此废水进行配水稀释，调整pH和水温，并适当添加N、P等营养盐后，进入厌氧模型反应器。

表2 CMC生产废水的水质
CODcr
BOD5
含盐量
42640
20700mg/L
5.54%

试验期间，厌氧模型反应器运行情况如表3所示。

表3 UASB装置运行情况

时间(d)
进水
装置容积负荷
(kgCOD/m3d)
出水
COD(mg/L)
COD去除率(%)
COD(mg/L)
含盐量(%)
0
5336
0.7
3.69
－
－
1
5320
0.7
3.69
3054
42.6
2
5315
0.7
3.67
2918
45.1
3
6291
0.8
5.25
2982
52.6
4
6280
0.8
5.24
3058
51.3
5
6261
0.8
5.23
2918
53.4
6
6337
0.8
5.27
2877
54.6
7
6392
1.1
5.28
2800
56.2
8
8620
1.1
6.48
3482
59.6
9
8679
1.1
6.46
3880
55.3
10
8727
1.1
6.49
3709
57.5
11
8689
1.1
7.56
3745
56.9
14
8760
1.1
7.54
3539
59.6
15
8671
1.1
7.55
3451
60.2
17
8638
1.1
7.49
3317
61.6
19
10600
1.4
9.1
4971
53.1
20
10540
1.4
9.1
6261
40.6
21
10450

1.4
9.1
7096
32.1
22
10600
1.4
9.1
8109
23.5

由上可知，尽管CMC生产废水的成分与人工配制废水仍有较大的不同，经过驯化的颗粒污泥对CMC生产废水表现出较强的适应能力。在初始阶段，CMC生产废水经稀释8倍后进入厌氧反应器处理，其COD去除率即可超过40％。

随后逐渐减少废水的稀释倍数，从稀释8倍到稀释5倍，增加进水浓度，进水COD从5330mg/L逐渐提高到8638mg/L，含盐量由0.7%逐渐提高到1.1%，反应器的容积负荷也从3.69kgCOD/m3d增加到7.5 kgCOD/m3d，随着时间的推移，COD去除率逐渐提高（由40％左右增加到60％以上）。这说明，在厌氧反应器容积负荷为7.5kgCOD/m3d ，CMC生产废水稀释5倍进入时，UASB颗粒污泥未受到明显的抑制作用，厌氧反应器对CMC生产废水的COD去除率达60％以上，而且随着时间的推移，在进水浓度保持不变的情况下，其COD去除率还可能继续增加。

继续增加进水的COD浓度和盐分，当COD浓度超过1万mg/L，含盐量达1.4%时，厌氧反应器的去除效率开始降低。这可能是由于进水盐分太高，颗粒污泥受到抑制所致。

因此，对CMC生产废水利用UASB进行厌氧处理时，厌氧反应器容积负荷宜控制在7.5kgCOD/m3d，进水含盐量不宜超过1.1%（这与参考文献1中试验数据相符）。CMC生产废水经厌氧处理后，COD可去除60％以上。而且，在此运行条件下，随着试验时间的延长，COD去除率还可能继续提高。

3.2 好氧处理模型试验

为模仿全厂废水的水质情况，将CMC生产废水经UASB反应器处理后出水配水稀释约5倍，并适当添加N、P等营养盐后进入接触氧化反应槽，停留时间为15小时，进出水水质如表4所示。

表4 好氧处理模型试验结果

进水COD
出水 COD
去除率 ％
937
146.8
84.3%
98.7*
89.0%*

*：经过滤后测定CODcr

由表4可知，CMC生产废水配水稀释至937mg/L后，经好氧接触氧化处理，出水COD可小于150mg/L，经过滤后达到100mg/L。

4. 结论

4.1 此家化工厂CMC生产废水采用UASB工艺进行预处理是可行的。经厌氧处理后，COD去除率可达60％以上。建议进入厌氧反应器的废水含盐量不超过1.1%，容积负荷以7.5kgCOD/m3d为宜。

4.2 CMC生产废水经UASB厌氧预处理后与全厂废水混合，经好氧处理，出水COD可小于150mg/L，出水经过滤后COD可达到100mg/L。

参考文献

1. 贺延龄编著，《废水的厌氧生物处理》，中国轻工业出版社，1998
2. 国家环保局编制.水和废水监测分析方法.第三版，《水和废水监测分析方法》编委 会编，北京:中国环境科学出版社出版,1989

第一作者汤立炯简介：
汤立炯，1969年5月出生，1991年毕业于上海工业大学环境工程专业，取得工学学士学位。
1991年毕业后加入上海市机电设计研究院环保设计室，先后取得“环境影响评价” “劳动安全卫生预评价”执业资格，国内第一批经考试认定的“注册造价工程师”之一，具有“建设工程发包代理”资格证书，可参与招投标代理工作。 2000年赴日本参加 ENVIRONMENTAL POLLUTION PREVENTION FOR CHINA”的课程研修，取得结业证书。工作期间主要从事工厂企业及住宅的环保工程设计、造价、及环境影响评价和劳动安全卫生评价。已先后设计完成“上海大众汽车有限公司乳化液废水处理站”、“联合汽车电子有限公司污水处理站”等多个上海市重点工程项目的污水治理分项的工程设计，并取得满意的效果。参与了上海通用、上海大众等一系列重大项目环保工程的造价工作，有着丰富环保工程造价经验。随着“劳动安全预评估”制度的实施，近年来又先后编制完成了“肇嘉浜排水系统改造工程”、“上海松江区东部地区污水系统工程”、“上海市自来水闵行有限公司闵行二水厂污泥处理工程”等一系列项目的劳动安全卫生评价报告。
作者现工作单位：上海市机电设计研究院
地址：上海市静安区北京西路1287号
邮编：200040
电话：[phone](总机)转环保设计室
传真：[phone]
电子邮件：tanglijiong@

上海市机电设计研究院简介：上海市机电设计研究院(SIMEE)创建于1953年，是国家核准的具有机械工程、建筑、轻工、医药工程设计甲级资质及工程总承包、工程监理、项目管理及对外经济技术合作等多项资质的大型综合性设计企业。其主要业务范围是：机械、轻工、医药、电子工程设计、建筑工程设计、民用建筑设计、机电设备设计、工程总承包、工程技术咨询、工程监理、工程项目管理、工程投资审价等。该院现有专业工程技术人员800余名，其综合实力踞全国勘察设计单位百强之列。近年来，该院为不少国家及地区的许多著名公司，如德国大众、美国通用汽车和施乐、瑞士迅达、英国皮尔金顿、日本三菱和索尼、富士电气等，在汽车、电梯、浮法玻璃、信息电子、家电、复印机、摩托车、医疗器械等领域承担了设计、咨询、工程总承包、项目管理、施工监理等多项业务。建院以来，已完成国内外工程3000余项。 其中150多项荣获了国家、部、市(省)级优秀设计奖。
(来源:中国净水技术网独家版权所有,转载请注明出处)(本文摘自2002年第3期出版的中国水行业科技核心期刊---《净水技术》研究与探索栏目)