高效生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)及用于高濃廢水處理的研究.pdf

1、由于厭氧生物處理技術(shù)具有負(fù)荷高、占地面積少、運(yùn)行成本低、且具有良好的耐沖擊負(fù)荷能力等諸多優(yōu)點(diǎn)，受到人們的高度重視。在諸多類型廢水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。資源與環(huán)境是當(dāng)前世界范圍內(nèi)共同關(guān)注的兩大主題，工業(yè)技術(shù)正朝資源高效利用，節(jié)水降耗和減排的方向發(fā)展，由此，工業(yè)廢水量遞減，但是濃度越來越高，廢水變得愈來愈難于處理。以高得率紙漿廢水為例，節(jié)水措施的廣泛應(yīng)用，排放的廢水濃度COD已大于10000mg/L,導(dǎo)致傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器不能夠有效地穩(wěn)

2、定地運(yùn)行。高效生物反應(yīng)器的研究與開發(fā)已成為熱點(diǎn)課題。
　　以兩相厭氧消化原理為理論基礎(chǔ)，剖析了第三代厭氧生物反應(yīng)器（UBF、EGSB、IC）和分階段多相厭氧反應(yīng)器技術(shù)(SMPA)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了兩類高效生物反應(yīng)器（I-緊湊折流式高效生物反應(yīng)器；II-模塊組合式高效生物反應(yīng)器），并對(duì)這兩種高效生物反應(yīng)器進(jìn)行計(jì)算和比選，從實(shí)驗(yàn)室研究的需要（水樣品種差異大、處理流程的多變性和樣本量的合理性），并且考慮多功能化、模塊化、可調(diào)節(jié)等要求，確定

3、模塊組合式高效生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)方案，并加工制作。
　　I-緊湊折流式高效生物反應(yīng)器：采用圓筒形設(shè)計(jì)，從內(nèi)到外分為三層即三個(gè)區(qū)——產(chǎn)酸相反應(yīng)區(qū)、折流區(qū)和產(chǎn)甲烷相反應(yīng)區(qū)，水力流動(dòng)分別為溢流、折流和內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)酸相反應(yīng)區(qū)容積1.6L，與基體采用螺紋連接，可更換容積與結(jié)構(gòu)樣式，折流區(qū)容積為4.1L，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)區(qū)容積為15L，整個(gè)高效生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，強(qiáng)度良好。
　　II-模塊組合式高效生物反應(yīng)器：采有組合式設(shè)計(jì)，以模塊化的通用主體搭

4、配進(jìn)出水裝置和不同的內(nèi)核組成功能組件，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌B接成不同組合形式，其內(nèi)徑為40mm，高徑比可調(diào)，沉淀區(qū)可調(diào)，進(jìn)水分配方式可調(diào)。
　　楊木P－RC APMP制漿過程中主要污染特征為：廢水發(fā)生量為21.758 m3/t pulp（以絕干漿計(jì)，下同），綜合廢水pH值為6.01，COD為4205 mg/L，COD污染負(fù)荷為91.49 kg/t pulp，綜合廢水BOD為1794 mg/L，BOD污染負(fù)荷為39.03 kg/t p

5、ulp。
　　首次發(fā)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械漿漂白廢水中殘余的過氧化氫分解會(huì)使溶解氧升高，干擾BOD測(cè)定。選用KI對(duì)化學(xué)機(jī)械漿廢水進(jìn)行預(yù)處理，消除了過氧化氫干擾，投加KI與殘余過氧化氫質(zhì)量之比為2:1.1，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)。消除干擾后的化學(xué)機(jī)械漿廢水BOD測(cè)定結(jié)果良好，相對(duì)誤差0.40％～6.18%。
　　用新設(shè)計(jì)的模塊組合式生物反應(yīng)器對(duì)楊木P-RC APMP制漿廢水進(jìn)行了處理研究，并用UASB反應(yīng)器在相同條件進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，高效生物反應(yīng)器

6、處理效果要優(yōu)于對(duì)照的UASB反應(yīng)器，經(jīng)過處理，COD從進(jìn)水時(shí)的4205mg/L經(jīng)反應(yīng)器后降到803 mg/L，COD去除率達(dá)到80.9%；BOD從進(jìn)水的1794mg/L經(jīng)處理后降到262 mg/L，BOD去除率達(dá)到85.4%；SS從160mg/L下降到54mg/L，去除率達(dá)到66.3%。
　　通過調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值、反應(yīng)器運(yùn)行溫度和容積負(fù)荷探索高效生物反應(yīng)器的處理性能，結(jié)果顯示：pH對(duì)高效生物反應(yīng)器處理效果有一定的影響，在pH值6-8

7、范圍內(nèi)影響不是很大，但當(dāng)pH＞8.5或pH＜5.5時(shí)，COD去除率有下降趨勢(shì)，適宜的pH值為7左右。UASB反應(yīng)器相對(duì)于高效生物反應(yīng)器pH值的緩沖能力不強(qiáng)，當(dāng)進(jìn)水pH7左右時(shí)，COD的去除效果最好，但當(dāng)pH＞8.5或pH＜6時(shí)，COD去除率明顯下降明顯，特別是當(dāng)pH為8.5，COD去除率低至47.3%；反應(yīng)器溫度對(duì)高效生物反應(yīng)器運(yùn)行效率和處理結(jié)果有很大影響，當(dāng)反應(yīng)器溫度從38℃到9℃變化時(shí)，高效生物反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器隨溫度下降，反應(yīng)

8、器處理的效果均也大幅度下降，在試驗(yàn)的五個(gè)溫度點(diǎn)上（38、35、30、20、9℃），高效生物反應(yīng)器的COD去除率均大于UASB反應(yīng)器的COD去除率；容積負(fù)荷對(duì)高效生物反應(yīng)器處理效果的影響很大，當(dāng)容積負(fù)荷大于10 kg COD/(m3·d)時(shí)，容積負(fù)荷增大，其COD去除率下降，當(dāng)大于30 kg COD/(m3·d)時(shí)，其COD去除率下降趨勢(shì)加劇。
　　依據(jù)對(duì)楊木P-RC APMP制漿廢水的處理情況分析，高效生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)比較合理，適合