王紹斌¹，劉云奎²，楊學(xué)海³，趙立功⁴
(1.廣州市市政設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州 510060；2.上海市政工程設(shè)計(jì)研究院，上海 200092；3.大連市大顯集團(tuán)遠(yuǎn)東房屋開發(fā)有限公司，遼寧 大連 116021；4.五洲富士化水工程有限公司，上海 201100)

　　摘要：采用兩相厭氧工藝處理亞麻生產(chǎn)廢水，進(jìn)行了有機(jī)負(fù)荷、水力負(fù)荷、污泥負(fù)荷條件試驗(yàn)，考察了在不同溫度下的處理能力。試驗(yàn)表明，在進(jìn)水的ρ(COD)為3000—6000mg／L時(shí)，兩相厭氧工藝對(duì)COD的去除率可以達(dá)到60％-75％，有機(jī)負(fù)荷達(dá)到10kg[COD]／(m³·d)以上，系統(tǒng)運(yùn)行效果穩(wěn)定。
　　關(guān)鍵詞：兩相厭氧；亞麻生產(chǎn)廢水；廢水處理
　　中圖分類號(hào)：X791　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)01—0039

A Study of A TWO-Phase Anaerobic Treatment of Wastewater from from Flax Processing
WANG Shao-bin¹，LIU Yun-kui²，YANG Xue-hai³，ZHAO Li-gong⁴

(1.Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute，Guangzhou 510060, China；2.Shanghai Municipal Engineering Design and Research Institute，Shanghai 200092，China；3.Yuandong Real Estate Co.，Ltd．of Daxian Group，Dalian ll6021，China 4.Wuzhou Fujikasui Engineering Co.，LTD．，Shanghai 201100, China)

　　Abstract：A two-phase，anaerobic process was used in the treatment of the wastewater from the processing of flax．Tests of organic load，hydraulic load and sludge load were made，and treatment capacities at different temperatures were studied．It was shown by the tests that when the ρ(COD) of the influent was 3000—6000 mg/L , the removal rate of COD with the two-phase，anaerobic process could reach 60％—75％ and the organic load could reach 10kg[COD]／(m³·d) or above，while the results of the operation Of the system was steady.
　　Key words：two-phase anaerobic process；wastewater from flax processing；wastewater treatment

　　亞麻生產(chǎn)廢水是一種較難處理的廢水，水體存莊大量溶膠形式的木質(zhì)素、果膠質(zhì)、有機(jī)酸、多糖類，生化處理較難進(jìn)行，此時(shí)如果采用兩相厭氧工藝，針對(duì)亞麻生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)，強(qiáng)化產(chǎn)酸相的處理能力，為產(chǎn)甲烷相提供較好的有機(jī)底質(zhì)，就會(huì)達(dá)到理想的處理效果，因此我們在哈爾濱某亞麻廠進(jìn)行了試驗(yàn)，以期為亞麻生產(chǎn)廢水尋找一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。

1 試驗(yàn)用水和裝置

1.1 試驗(yàn)用水水質(zhì)和特點(diǎn)
　　試驗(yàn)在哈爾濱某亞麻廠進(jìn)行，用水取自該廠蒸煮段生產(chǎn)廢水，原廢水水質(zhì)和調(diào)整pH值并把解析出的木質(zhì)素去除后的水質(zhì)如表1所示。

表1 廢水水質(zhì)

　　該廢水的特點(diǎn)是生化性差(BOD與COD的質(zhì)量比一般低于0.25)，色度高(50倍以上)。此外根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要，蒸煮廢水中又添加了一些具有氧化、脫色的化學(xué)藥劑，這些物質(zhì)對(duì)生化處理工藝都易造成沖擊和破壞。
1.2 試驗(yàn)裝置
　　圖1為所采用的兩相厭氧系統(tǒng)，其中產(chǎn)酸相用厭氧折流板反應(yīng)器(anaerobic baffled reactor，ABR)，在該反應(yīng)器中排列多個(gè)豎立的格板，使其形成一組升流式和降流式的厭氧污泥床。ABR反應(yīng)器的每一格內(nèi)，水力特性接近于完全混合式，而在整體流程中則近似于推流式。

　　產(chǎn)甲烷相是UASB形式，在設(shè)備中布設(shè)了豎管填料，布設(shè)高度占總高度的一半，作為載體供產(chǎn)甲烷菌附著，同時(shí)又可達(dá)到較好的配水目的。在出水區(qū)域采用斜板來代替復(fù)雜的三相分離器，產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相的沼氣通過水封后用濕式氣體流量計(jì)測量。
　　產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相設(shè)備有效容積比為1：3，為了能有效控制兩相獨(dú)立的停留時(shí)間，在產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相之間設(shè)置一個(gè)回流，可以適當(dāng)延長產(chǎn)甲烷相的停留時(shí)間。在產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相設(shè)備外面有加熱設(shè)備可以保證設(shè)備內(nèi)水溫穩(wěn)定在設(shè)計(jì)值。
1.3 試驗(yàn)方法
　　試驗(yàn)歷時(shí)180d，分污泥培養(yǎng)馴化、負(fù)荷改變、溫度改變幾個(gè)周期。其中污泥的培養(yǎng)馴化歷時(shí)60d，接種屠宰廢水厭氧工藝污泥，培養(yǎng)結(jié)束后污泥呈絮狀，沉淀性能尚好。然后通過改變污水的進(jìn)水量來調(diào)整有機(jī)負(fù)荷，同時(shí)也改變了水力負(fù)荷，來進(jìn)行兩相工藝的負(fù)荷沖擊試驗(yàn)。該階段歷時(shí)75d，對(duì)各種負(fù)荷下的兩相工藝對(duì)亞麻生產(chǎn)廢水的穩(wěn)定處理效果進(jìn)行了確認(rèn)，積累工藝設(shè)計(jì)的參數(shù)。最后一個(gè)半月時(shí)間里，通過調(diào)整溫度來觀察溫度的波動(dòng)對(duì)工藝效果的影響，尤其是產(chǎn)甲烷相的溫度反應(yīng)。

2 試驗(yàn)的結(jié)果

2.1 兩相厭氧工藝對(duì)有機(jī)物的去除效果
　　試驗(yàn)系統(tǒng)在穩(wěn)定后連續(xù)測定了幾個(gè)周期的酸化相和產(chǎn)甲烷相對(duì)COD的去除率，部分典型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖2所示。產(chǎn)酸相對(duì)COD的去除率穩(wěn)定在30％-40％之間，整體工藝的去除率穩(wěn)定在60％-75％之間。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)工藝出水的水質(zhì)和進(jìn)水的水質(zhì)有相關(guān)關(guān)系，這是由原水中可以厭氧降解有機(jī)物的比例所決定的。試驗(yàn)中產(chǎn)酸相運(yùn)行穩(wěn)定，氧化還原電位在-300—-400mV之間，pH值在6.0-6.8之間，出水BOD與COD的質(zhì)量比提高到了0.4左右，給產(chǎn)甲烷菌的生長提供了充足的有機(jī)質(zhì)。

2.2 有機(jī)負(fù)荷與COD去除率的關(guān)系
　　圖3為在進(jìn)水的水量一定的情況下，隨有機(jī)負(fù)荷的降低，工藝對(duì)COD的去除率增大，但是降低有機(jī)負(fù)荷的同時(shí)也意味著系統(tǒng)處理能力的降低，因此認(rèn)為在有機(jī)負(fù)荷(以COD計(jì)，下同)為10-12kg／(m³·d)之間，COD去除率為60％-75％，是工藝設(shè)計(jì)的最佳參數(shù)。隨有機(jī)負(fù)荷的增加，COD去除率降低速度很快，分析原因是產(chǎn)酸相產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸過多，水體的pH值迅速降低，超過產(chǎn)甲烷菌的處理能力，抑制了產(chǎn)甲烷菌的生物活性。試驗(yàn)認(rèn)為產(chǎn)酸相ABR反應(yīng)器單獨(dú)運(yùn)行的有機(jī)負(fù)荷達(dá)到15 kg／(m³·d)仍然能保證30％—40％的COD去除率，證明該種類型的反應(yīng)器效果是穩(wěn)定的。

2.3 水力負(fù)荷與COD去除率的關(guān)系
　　圖4為有機(jī)負(fù)荷一定，水力負(fù)荷與有機(jī)物去瞬率之間的關(guān)系，隨著水力負(fù)荷的增加，COD去除率明顯增大，而且水力負(fù)荷在1.5-3.0m³／(m³·d)，COD去除率都保持增長狀態(tài)，這和利用出水回流增加水力負(fù)荷的EGSB厭氧工藝的原理是一致的，原因是伴隨水力負(fù)荷的增加，反應(yīng)器中的紊動(dòng)增大，污水和污泥菌種之間的傳質(zhì)效果加強(qiáng)，菌體的新陳代謝加快，對(duì)有機(jī)底質(zhì)的利用也較充分，提高了兩相工藝對(duì)COD的去除率。當(dāng)然增大系統(tǒng)的傳質(zhì)效果的同時(shí)也要保證反應(yīng)器對(duì)污泥的有效截留，避免污泥的大量流失。

2.4 污泥負(fù)荷對(duì)有機(jī)物去除率的影響
　　穩(wěn)定運(yùn)行階段，酸化段的污泥量為3.0 g[VSS]/L，產(chǎn)甲烷段污泥量由懸浮污泥和附著污泥兩部分組成，總量在2.0-2.5g[VSS]／L之間。由于酸化段的污泥量比較容易確定，以酸化段污泥負(fù)荷為指標(biāo)，通過不斷增加進(jìn)水有機(jī)物濃度，考察有機(jī)負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)的沖擊，結(jié)果如圖5所示。在酸化出水中揮發(fā)性脂肪酸的量隨污泥負(fù)荷的增加逐步增大，在1.5-1.8g[COD]／(g[VSS]·d) 污泥負(fù)荷下VFA的量達(dá)到了1500mg／L這時(shí)總體出水的揮發(fā)性脂肪酸水平卻不高，在100mg／L以下，因此可以認(rèn)為對(duì)酸化工藝而言，該污泥負(fù)荷是比較合適的。而當(dāng)污泥負(fù)荷進(jìn)一步增大，酸化工藝出水揮發(fā)性脂肪酸雖繼續(xù)增加，但同時(shí)酸化工藝的有機(jī)物去除率在下降，總體工藝出水的水質(zhì)也急劇惡化，說明酸已經(jīng)過量，影響到產(chǎn)甲烷菌的活性，造成VFA的積累。針對(duì)亞麻生產(chǎn)廢水的兩相厭氧工藝，產(chǎn)酸段的污泥設(shè)計(jì)負(fù)荷為1.5 g[COD]／(g[VSS]·d)，產(chǎn)甲烷段污泥負(fù)荷為0.7g[COD]／(g[VSS]·d)。
2.5 溫度變化對(duì)工藝效果的影響
　　一般認(rèn)為產(chǎn)甲烷菌比產(chǎn)酸菌對(duì)溫度更為敏感，低溫時(shí)更應(yīng)該防止產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的VFA濃度高于產(chǎn)甲烷菌利用的速度而使代謝失去平衡的現(xiàn)象發(fā)生。試驗(yàn)后期將工藝的溫度分別運(yùn)行在25℃和15℃，改變有機(jī)負(fù)荷，圖6顯示了在不同溫度下有機(jī)負(fù)荷和去除率的關(guān)系，在25 Y穩(wěn)定運(yùn)行(COD去除率在60％以上)的有機(jī)負(fù)荷為5-7kg[COD]／(m³·d)，和35℃條件下10-12kg[COD]／(m³·d)的負(fù)荷相比降低了50％，15℃時(shí)有機(jī)負(fù)荷為3-5kg[COD]／(m³·d)，負(fù)荷降低了70％，可見溫度的降低大幅度削弱了系統(tǒng)的處理能力。

3 結(jié)語

　　兩相厭氧工藝在亞麻生產(chǎn)廢水進(jìn)水COD的質(zhì)量濃度為3000-6000mg／L，水溫35℃條件下，產(chǎn)酸相對(duì)COD的去除率穩(wěn)定在30％-40％之間，整體工藝的COD去除率穩(wěn)定在60％-75％之間；有機(jī)負(fù)荷為10-12kg／(m³·d)時(shí)，COD去除率穩(wěn)定在60％以上。產(chǎn)酸段的污泥濃度為30g[VSS]／L，產(chǎn)甲烷段為2.0-2.5g[VSS]/L。產(chǎn)酸段適合的污泥負(fù)荷為1.5g[COD]／(g[VSS]·d)，產(chǎn)甲烷段污泥負(fù)荷為07g[COD]／(g[VSS]·d)。此外當(dāng)工藝的溫度下降10℃時(shí)，系統(tǒng)的處理能力降低50％；在15t運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的處理能力降低70％。整體試驗(yàn)證實(shí)兩相厭氧工藝在亞麻蒸煮廢水處理上是較為適用的。污水經(jīng)過厭氧處理后可以和其它濃度的生產(chǎn)廢水混合，再通過好氧工藝和氣浮等工藝深度處理，達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。

作者簡介：王紹斌(1976—)，男，安徽淮南人，助工，碩士，主要研究污水處理，排水管網(wǎng)，飲用水深度處理，電話(020)83863261?！?/P>