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高溫CSTR-中溫UASB兩級厭氧處理木薯酒精廢水小試實驗

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 高溫CSTR-中溫UASB兩級厭氧處理木薯酒精廢水小試實驗

以木薯為原料生產(chǎn)酒精在我國廣西、廣東、湖北、江蘇等省有較為廣闊的市場。常規(guī)生產(chǎn)工藝中每生產(chǎn)1 t 木薯酒精排出的廢水約為12 ~15 t,且木薯酒精廢糟液出水溫度高,含有大量的有機化合物及懸浮物,COD 高達30~60 g/L,懸浮物高達20~30 g/L,pH 較低,屬于典型的高濃度有機廢水。如果該廢水不能得到穩(wěn)定、可靠的處理,勢必對環(huán)境造成嚴重的污染。近年來,國家對嚴重污染環(huán)境的酒精廢糟液的治理越來越重視,規(guī)定酒精行業(yè)廢液允許排放的COD 的二級標準為≤300 mg/L,一級標準為≤100 mg/L 。針對木薯酒精廢水的特點,可以采用厭氧—好氧結合的工藝對木薯酒精廢水進行處理,其中厭氧工藝的穩(wěn)定運行對整個處理系統(tǒng)至關重要。

木薯酒精糟液含有大量的懸浮物,其濃度高、黏度大,直接固液分離處理較為困難。且其分離后的糟渣由于蛋白質(zhì)含量低,做飼料銷售困難。對該類廢水的處理可以考慮采用兩級厭氧發(fā)酵,一級厭氧反應器直接進行高溫全糟發(fā)酵,在回收沼氣的同時,解決沼渣的出路問題,二級厭氧反應器對后續(xù)高濃度殘液進行處理。筆者首先考察了木薯酒精廢水的特性,提出了兩級厭氧工藝處理木薯酒精廢水的試驗,并對木薯酒精生產(chǎn)周期和兩級厭氧工藝的經(jīng)濟效益進行了初步探討,以期為木薯酒精廢水處理的工藝選擇和設計提供參考。

1 實驗部分

1.1 實驗廢水

實驗用的木薯酒精廢水取自江蘇某木薯酒精廠,廢水先經(jīng)高溫厭氧連續(xù)流攪拌式反應器(CSTR)處理并沉淀后,上清液作為上流式厭氧污泥床(UASB)的進水。為了防止水質(zhì)發(fā)生變化,水樣儲存在4 ℃的冰箱中備用。

1.2 接種污泥

接種污泥取自該酒精廠污水處理站內(nèi)UASB 的顆粒污泥,VSS 為42 g/L。高溫CSTR 和中溫UASB的接種污泥量分別為1 L和0.5 L。

1.3 實驗裝置與運行

一級厭氧反應器CSTR 采用厭氧發(fā)酵罐,總體積為5 L,工作體積4 L。采用電動攪拌器進行攪拌,轉速200 r/min,水浴加熱,并通過自控裝置將反應器溫度穩(wěn)定在(55±1)℃。二級厭氧反應器UASB 控制負荷連續(xù)運行,總體積為2 L,其中反應區(qū)體積為1.16 L,反應區(qū)高度為280 mm,內(nèi)徑70 mm。反應器壁纏繞電熱絲并連接溫控裝置,控制溫度為(37±1)℃。

兩級厭氧高溫CSTR—中溫UASB 反應裝置如圖1 所示。廢水通過蠕動泵從CSTR 上部進入,出水進入沉淀池,泥水分離后部分出水作為UASB 的進水。沉淀池中污泥定期回流至CSTR,回流比為1∶1。UASB 進水經(jīng)磁力攪拌器攪拌均勻,通過蠕動泵由反應器底部進入,出水經(jīng)三相分離器實現(xiàn)氣、液、固分離后由反應器上部旁側的出水口自流排出。

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