林之虹

(哈高科大豆食品有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150000)

厭氧膨脹顆粒污泥床(EGSB)采用了處理水回流技術(shù)來(lái)增加反應(yīng)器的水力負(fù)荷，改善了污水與污泥的接觸狀態(tài)，對(duì)于中溫和低負(fù)荷有機(jī)廢水，具有較好的處理效果.特別是針對(duì)污水含有大量的顆粒態(tài)化學(xué)需氧量(COD)、污水濃度變化較大及溫度相對(duì)較低等特點(diǎn)，具有較強(qiáng)實(shí)用性.傳統(tǒng)的EGSB在整個(gè)反應(yīng)器中保持了較高的水流上升流速，使得在三相分離器處的水流速度相當(dāng)高，當(dāng)工況波動(dòng)較大時(shí)大量的生物體流失，系統(tǒng)出水效果不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰.溫度始終是厭氧反應(yīng)器運(yùn)行效果的重要影響因素.由于污水中顆粒物的水解限制了整個(gè)厭氧降解過(guò)程，低溫下水解速率急速下降，截留顆粒物的降解受到很大影響，在氣候溫和地區(qū)，厭氧技術(shù)處理低濃度污水是可行的，當(dāng)溫度低于15℃或在15～20℃范圍時(shí)，處理濃度低且含有較高懸浮物和溶解氧的污水，效果就不是很理想，往往需要使用多級(jí)厭氧反應(yīng)系統(tǒng)或厭氧好氧組合工藝聯(lián)合處理。本文主要以大豆廢水的處理方法為例，探討了溫度對(duì)改進(jìn)型厭氧EGSB處理污水的影響。

1 溫度對(duì)改進(jìn)型厭氧EGSB處理污水的舉例分析

1.1 大豆廢水處理的工藝流程

大豆廢水處理以前采用的是SBR工藝，因此對(duì)大豆廢水的處理一直不理想。為此，現(xiàn)以2座2000m3的鋼筋混凝土EGSB厭氧反應(yīng)器為例，并采用中溫厭氧發(fā)酵工藝處理大豆蛋白生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，探討溫度對(duì)改進(jìn)型厭氧EGSB處理污水的影響。中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點(diǎn)是能耗低，厭氧發(fā)酵所產(chǎn)生的沼氣還可代替原煤烘干飼料，不僅節(jié)約了能源，降低了成本，而且根治了因燃煤造成的大氣污染，提高了飼料的品質(zhì)。2套厭氧系統(tǒng)均正常啟動(dòng)，短期內(nèi)形成了大量的顆粒污泥，處理能力也都達(dá)到了設(shè)計(jì)水平，且運(yùn)行穩(wěn)定。大豆廢水處理率達(dá)100%，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。具體工藝流程如圖1所示。

1.2 酒精廢水處理的各個(gè)工藝單元

1.2.1 板框壓濾生產(chǎn)豆渣飼料

將大豆生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢渣通過(guò)板框壓濾進(jìn)行固液分離，得到纖維蛋白飼料，同時(shí)還減少了下游處理的生物負(fù)荷及處理水量。經(jīng)本單元處理后，廢渣的提取可以削減生物負(fù)荷40%以上。

1.2.2 中溫厭氧發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)沼

新建成的反應(yīng)器采用厭氧顆粒污泥膨脹床工藝(EGSB)，該工藝是布水系統(tǒng)從反應(yīng)器底部均勻進(jìn)水，使污水與厭氧反應(yīng)器中的污泥充分接觸、混合，污水中有機(jī)物在厭氧菌群作用下被分解，產(chǎn)生沼氣。經(jīng)厭氧反應(yīng)后的水在厭氧反應(yīng)器上部三相分離器的作用下，分離沼氣、沉降污泥、澄清出水。厭氧顆粒污泥膨脹床工藝成功的關(guān)鍵是形成大量顆粒污泥，而不是絮狀懸浮泥。如不能形成大量?jī)?yōu)質(zhì)的顆粒污泥，反應(yīng)器就會(huì)維持在較低的負(fù)荷水平，達(dá)不到理想的處理能力。

1.2.3 沼氣代煤烘干蛋白飼料

提取大豆豆渣飼料采用的是板框壓濾+熱風(fēng)爐烘干工藝。原來(lái)在沒(méi)有厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣前全部使用燃煤，而煤的燃燒會(huì)對(duì)大氣造成污染，且在烘干飼料的過(guò)程中，會(huì)有一部分煙塵、爐灰等有害物進(jìn)人到飼料中，嚴(yán)重影響飼料的質(zhì)量。用沼氣烘干飼料就避免了這樣的問(wèn)題。厭氧發(fā)酵的成功運(yùn)行，必然會(huì)產(chǎn)生大量的清潔能源沼氣，目前2套厭氧設(shè)備可日產(chǎn)沼氣5000m3，而且從生產(chǎn)實(shí)踐中得出，提取飼料后的廢水經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼氣足以用來(lái)烘干飼料。

2 中溫厭氧工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 中溫厭氧發(fā)酵工藝的優(yōu)點(diǎn)

高溫厭氧發(fā)酵工藝為了保證58～60℃的高溫條件，需要消耗大量的能源，尤其是在寒冷的冬季，高溫厭氧發(fā)酵工藝的耗能更大。中溫厭氧發(fā)酵工藝只需控制溫度在36-38℃，與高溫厭氧發(fā)酵工藝相比極大地節(jié)省了能源。

2.2 效益分析

中溫厭氧發(fā)酵的能耗遠(yuǎn)低于高溫厭氧發(fā)酵，且用厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣代替燃煤烘干飼料，可節(jié)約大量的煤炭，從而降低綜上所述，采用中溫厭氧發(fā)酵工藝真正做到了大豆廢水的資源化開(kāi)發(fā)再利用，起到了節(jié)能、環(huán)保、創(chuàng)效三贏的目的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益，且投資小回收期短，實(shí)用性強(qiáng)，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的政策，具有很好的推廣價(jià)值成本。它具有以下優(yōu)勢(shì):

2.3 中溫厭氧發(fā)酵工藝比高溫厭氧發(fā)酵工藝極大地降低了能耗，年可處理廢水50萬(wàn)t，年產(chǎn)沼氣150萬(wàn)m3，處理后的廢水達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 用中溫厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣烘干飼料，根治了燃煤對(duì)大氣的污染，提高了飼料品質(zhì)，每年可節(jié)煤6000t，多創(chuàng)利潤(rùn)285.30萬(wàn)元。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，溫度對(duì)改進(jìn)型厭氧EGSB污水的處理，有著重要的影響，本文僅以處理大豆污水為例，得到以下結(jié)論。

3.1 在中溫溫度范圍下，改進(jìn)型EGSB反應(yīng)器在8～13℃時(shí)能正常震動(dòng)，運(yùn)行穩(wěn)定著，反應(yīng)器的pH值保持在6.2～7.6之間，略高于高溫階段的6.O～7.4之間；在溫度較高反應(yīng)器的啟動(dòng)比在溫度較低有更好的去除效果，啟動(dòng)時(shí)間也較短，低溫啟動(dòng)后第二天反應(yīng)器出水為400 mg·L-1，高溫時(shí)為 600 mg·L-1。

3.2 在中溫溫度范圍下，隨著反應(yīng)器溫度的升高，COD的去除率逐步升高。在溫度運(yùn)行階段(<15℃)，COD去除率均值為63.7%；在溫度運(yùn)行階段(>25℃)，COD的去除率均值為87%。

3.3 溫度和反應(yīng)器內(nèi)的OPR呈明顯負(fù)相關(guān)，反應(yīng)器溫度變化范圍在7～29℃時(shí)，OPR的變化范圍是一4l0～一520 mV。可以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)器內(nèi)的OPR反映改進(jìn)型EGSB反應(yīng)器在處理污水的穩(wěn)定性。

[1]任洪強(qiáng).厭氧膨脹顆粒污泥床反應(yīng)器工作特性研究[DI.無(wú)錫:無(wú)錫輕工大學(xué)，1999.

[2]胡紀(jì)萃，周孟津，左劍惡，等.廢水厭氧生物處理理論與技術(shù)(第1版)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[3]李湘凌，周元祥.常溫下EGSB反應(yīng)器的啟動(dòng)和運(yùn)行研究口].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(11):82.

[4]趙建夫，蔣柱武.升流式厭氧反應(yīng)器處理生活污水的研究.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，28(6):748.752.