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单相厌氧与两相厌氧处理干法腈纶废水的研究

2021-08-03 06:53:38| 来源:| 编辑:| 点击:1次

单相厌氧与两相厌氧处理干法腈纶废水的研究

论文作者:杨晓奕1 蒋展鹏1 师绍琪1 管运涛1 邓建利2 黄斌2

摘要:采用单相和两相厌氧方法,对含有硫酸盐和难生物降解物质的干法睛纶废水的处理进行了试验研究,结果表明,两相厌氧不仅比单相厌氧CODCr去除率高,运行稳定,硫酸根干扰小,在提高废水的可生化性上也显示出明显的优势。试验中还发现,在pH=7.9~8.2下,硫酸盐还原成为底物降解的主要代谢途径,而在中性PH=6.8~7.1时,甲烷菌的竞争占优势。

关键词:腈纶废水 废水处理 厌氧

Research on the Dry Acrylon Wastewater Treatment by Single and Two Phase Anaerobic Methods

Abstract:Single and two phase anaerobic methods were tested to research their performances in treating dryacrylon wastewater containing sulfate and hard biodegradable substances. The results show that two phase anaerobic process is of higher CODcr removal efficiency, more stable operation condition, lower sulfate radical disturbance and easier biodegradability compared with single phase one. At pH value between 7.9 and 8.2, sulfate reduction becomes the main metabolic pathway of the substrate degradation, At pH value between 6.8 and 7.1, methanobacteria predominate.

Keywords: acrylon wastewater; wastewater treatment; anaerobic

全国5套同类型干法臆纶生产装置均采用厌氧-好氧-生物活性炭处理工艺,由于干法腈纶废水中含有一定浓度的硫酸盐和难生物降解物质,影响了厌氧系统对CODcr的去除率和运行稳定性,目前该工艺不能使出水达到国家排放要求。

两相厌氧对含有硫酸盐有机废水的研究目前还只是处于实验室研究阶段[1-2],试验用水多采用葡萄糖配水,并且关于何种废水适用于采用两相厌氧消化工艺,观点尚未统一。有些人认为,厌氧消化是由多种菌群参与作用的生物过程,这些微生物种群的有效代谢相互联结,而两相厌氧消化过程将这一有机联系的过程分开,势必会改变稳定的中间代谢产物的成份,对消化过程产生一定影响。笔者则认为,如果采取的相分离得当,创造有利于不同细菌的生态环境,无疑会提高系统对难生物降解物质的处理能力和运行的稳定性。为此进行了单相厌氧和两相厌氧处理睛纶废水的试验研究,对其处理效率、运行稳定性进行对比。

1 试验部分

1.1 试验水样和装置

1.1.1试验水样

干法腈纶工艺废水中含有油剂、丙腈磺酸钠、聚丙烯腈等有机物,它们以胶体或悬浮物形式存在于水中,经混凝沉淀后,其水质情况见表1。

1.1.2 试验装置

单相厌氧和两相厌氧反应器均采用UASB反应器,如图1、图2,两相厌氧的产酸反应器(A-UASB)与产甲烷反应器(M-UASB)的池容比为1:2。

表1 混凝后腈纶废水水质情况分析项目分析数据分析项目分析数据pH6.5-7.5TP/(mg.L-1)2-40CODcr/(mg.L-1)700-1800SO42-/(mg.L-1)250-600BOD/(mg.L-1)300-700NH3-N/(mg.L-1)30-60TN/(mg.L-1)100-250碱度/(mg.L-1)500-700

1.2 试验方法

单相厌氧试验可分为启动驯化和稳定运行两个阶段。启动时从25%睛纶废水,75%自来水开始,然后逐渐增加进水中睛纶废水的比例直至100%。两相厌氧生化试验可分为分相、启动、稳定运行三个阶段。分相采用动力学分相。两相厌氧启动前期配水以葡萄糖为主,随着试验的进展,葡萄糖将逐步被腈纶废水所代替。

1.3 试验条件

单相厌氧、两相厌氧反应器均采用UASB反应器,反应温度均为35℃,其他试验条件见表2。 表2 试验条件 试验条件UASBA-UASBM-UASBHRT/h18612pH6.5-7.55.5-6.56.5-7.8接种污泥颗粒污泥絮状污泥颗粒污泥

1.4 研究参数

式中:

CODs——表示硫酸根还原菌降解的CODcr;

CODM——表示甲烷菌降解的CODCr;

CODs+M——表示硫酸根还原菌和甲烷菌共同降解的CODcr。

2 试验结果与讨论

2.1 CODCr去除情况及分析

图3为单相厌氧、两相厌氧CODcr变化曲线。由图3可看出单相厌氧CODCr去除率8.0%-36.7%且波动较大;两相厌氧CODcr去除率30.7%-44.2%。进行CODcr去除率与w(CODcr):w(SO42-)比值线性回归分析。发现单相厌氧CODCr去除率随。(CODcr):w(SO42-)比值(1.0-3.5)的升高而升高,回归系数R2=0.7278,表明CODcr去除率与w(CODcr):w(SO42-)比值之间有一定的相关关系,说明单相厌氧中w(CODcr):w(SO42-)比值是影响CODcr去除率的关键因素。而两相厌氧回归系数R2=0.5325,说明它们之间相关性能较差,即两相厌氧削弱了硫酸根对厌氧的不利影响。

这是因为在产酸反应器中,硫酸根还原菌将硫酸盐还原的同时还可代谢常规产酸菌的某些中间产物如乳酸、丙酮酸、丙酸等,可将其进一步降解为乙酸,故在一定程度上提高了产酸相的转化率,使产酸类型向乙酸型发展,有利于后续的产甲烷反应;并且由于产酸反应器处于弱酸状态,硫化物将以硫化氢气体形式逸出,这样可减轻硫化物对产甲烷反应器中甲烷菌的毒害作用,从而提高了CODCr的去除率,保证了系统运行的稳定性。

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