申请日2017.03.28
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F3/28; C02F103/32
摘要
本发明公开了一种两级厌氧消化处理糖蜜酒精废水的方法，属于废水处置、环保净化处理技术领域。本发明通过两级UASB反应器对糖蜜酒精废水进行厌氧生物处理，不仅有效的处置了糖蜜酒精废水，而且实现了糖蜜酒精废水的无害化和资源化利用。
权利要求书
1.一种两级UASB处理糖蜜酒精废水的方法，其特征在于，将糖蜜酒精废水经过两级UASB反应器进行厌氧消化处理，所述两级UASB反应器是两个串联的UASB反应器。
2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，所述两级UASB反应器是串联的一级UASB反应器和二级UASB反应器;二级UASB反应器的进水为一级UASB反应器出水;废水均由进料泵经反应器底部的布水系统进入反应器;一级UASB反应器和二级UASB反应器的有效容积比为6：5，反应区容积比为7：6。
3.根据权利要求1或2所述的一种方法，其特征在于，向一级UASB反应器和二级UASB反应器接种一定量的厌氧颗粒污泥，让需要处理的糖蜜酒精废水先后流经两级UASB反应器，进行厌氧发酵产沼气。
4.根据权利要求1～3任一所述的一种方法，其特征在于，两级UASB反应器的温度为35℃。
5.根据权利要求1～4任一所述的一种方法，其特征在于，进入一级UASB反应器的废水的初始pH用碳酸钠溶液调节为7.20～7.50，按6～10天的时间间隔，逐渐调整废水的稀释倍数、提高进水COD负荷分别为2、4、6、8、16、22、24和28kg/(m3·d)，水力停留时间为24h。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种方法，其特征在于，一级UASB反应器接种污泥量为4L;二级UASB反应器接种污泥量为3L。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种方法，其特征在于，所述一级厌氧UASB反应器有效容积为12L，其中反应区容积为7.7L，沉淀区容积为4.3L，二级厌氧UASB反应器有效容积为10L，其中反应区容积为6.6L，沉淀区容积为3.4L。
说明书
一种两级厌氧消化处理糖蜜酒精废水的方法
技术领域
本发明涉及一种两级厌氧消化处理糖蜜酒精废水的方法，属于废水处置、环保净化处理技术领域。
背景技术
糖蜜酒精废水有机物浓度和硫酸根浓度高，并且色度较大，其化学需氧量(COD)为8～12万mg/L，硫酸根浓度达到6000～10000mg/L。每生产1t酒精排出约15t废液。目前，国内外研究了多种糖蜜酒精废水处理或资源化利用的工艺及技术，如厌氧法、好氧法、农灌法和制作饲料法等，其中厌氧生物法具有处理负荷高，占地面积小，能耗低等优点，在废水厌氧处理上得到了广泛的应用。
UASB反应器是一种高效的厌氧装置，具有抗冲击负荷能力强，运行稳定，管理方便，运行成本低等优点，被广泛应用于糖蜜酒精废水的处理中。但是在厌氧生物处理过程中，糖蜜酒精废水中高浓度的硫酸盐会对厌氧消化处理效果产生不利影响，一方面硫酸根会被硫酸盐还原菌(SRB)还原生成毒性较大的硫化物，使得污泥中的产甲烷菌(MPB)和SRB活性受到抑制，另一方面SRB在还原硫酸根的过程中利用底物，从而与MPB产生竞争作用。硫酸根的还原产物硫化物能结合废水中的H+生成H2S，这会导致沼气量大幅下降，甚至会使厌氧处理过程失败。而且在单级厌氧反应器中，由于SRB对MPB存在初级抑制和次级抑制作用，往往会使反应器运转产生不利影响甚至导致运行失败。
针对上述问题，目前的解决方案的主要是对废水进行预处理，例如通过添加活性炭进行吸附废水中硫酸根或添加化学药剂如钡盐、Ca(OH)2等与硫酸根生成沉淀，直接达到降低废水中硫酸根的目的;但是这种物理方法的投资较大，不适合大规模处理糖蜜酒精废水，而且活性炭吸附法也会吸附COD等，影响厌氧发酵产沼气。还有两相厌氧发酵工艺，即将产氢产酸阶段和产甲烷阶段分开，分别在两个厌氧反应器中进行。两相厌氧工艺需要对反应条件进行控制，如降低产氢产酸相的pH，使产甲烷菌不能进行代谢活动，来保证两个反应器中的优势菌群分别为产酸菌群和产甲烷菌群。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种两级UASB处理糖蜜酒精废水的方法。本发明的技术方案是将糖蜜酒精废水经过两级UASB反应器进行厌氧消化处理，达到降低废水中有机污染物浓度的效果。
本发明所述两级UASB反应器是两个串联的UASB反应器，分别是一级UASB反应器和二级UASB反应器;所述一级厌氧UASB反应器有效容积为12L，其中反应区容积为7.7L，沉淀区容积为4.3L，二级厌氧UASB反应器有效容积为10L，其中反应区容积为6.6L，沉淀区容积为3.4L。
向一级UASB反应器和二级UASB反应器接种一定量的厌氧颗粒污泥，让需要处理的糖蜜酒精废水先后流经两级UASB反应器，进行厌氧发酵产沼气;两级UASB反应器的温度为35℃，进入一级UASB反应器的废水的初始pH用碳酸钠溶液调节为7.20～7.50，通过改变废水的稀释倍数调整进水COD负荷分别为2、4、6、8、16、22、24和28kg/(m3·d)，最高COD负荷条件下，糖蜜酒精废水仍进行了稀释。一级UASB反应器接种污泥量为4L，二级UASB反应器接种污泥量为3L，进水为一级UASB反应器出水;水力停留时间(HRT)均为24h并保持不变，废水均由进料泵经反应器底部的布水系统进入反应器。
本发明采用两级UASB厌氧处理工艺，不需要将产氢产酸阶段和产甲烷阶段分开，在一级UASB反应器和二级UASB反应器内均进行两个阶段的反应，经过一级UASB反应器处理后的废水经过二级UASB反应器再次进行厌氧发酵。经两级UASB反应器处理后，废水的COD和硫酸根总去除率分别稳定在65%和88%左右，一级厌氧处理对COD和硫酸根的去除贡献较大，去除率分别为45%和70%左右，产气效果也较好，日产气量达到35L左右，甲烷含量70%左右。二级厌氧处理对COD的去除率为30%左右，对硫酸根的去除率保持在63%左右。当COD负荷达到28kg/(m3·d)时，一级厌氧进水COD浓度为28000mg/L，硫酸根浓度约2600mg/L，经过两级厌氧消化处理，一级厌氧出水中COD浓度为14000mg/L左右，硫酸根浓度低于788mg/L，二级厌氧出水中COD浓度为9000mg/L左右，硫酸根浓度低于300mg/L。一级厌氧出水和二级厌氧出水硫化物浓度分别为568.8mg/L和720mg/L。
本发明的工艺简单，易于操作，且提高了沼气产率及生物质能回收率，提升了糖蜜酒精废水的厌氧处理效果。本发明具有良好的研究应用前景。
