棉漿粕黑液廢水兩級厭氧生物處理技術(shù)

　　棉漿粕黑液具有高色度、高堿性、高有機(jī)污染、難以降解的特點，其主要污染物有棉臘、油脂、果膠、木質(zhì)素、半纖維素等難生物降解物質(zhì)，是當(dāng)前工業(yè)廢水治理的難點之一。根據(jù)污染程度不同，其分為濃黑液和稀黑液兩種，濃黑液為放料黑液，稀黑液為洗料黑液，其中濃黑液CODCr>30000mg/L，pH高達(dá)13，色度高達(dá)十萬倍，稀黑液CODCr>5000mg/L，pH高達(dá)11，色度高達(dá)數(shù)萬倍，濃稀黑液比例約為1:3。

　　國內(nèi)外棉漿黑液治理多采用物化和生化相結(jié)合的方法。物化法如中和絮凝沉降、酸析法等，這些方法使用的前提是需要投加大量硫酸(或鹽酸)調(diào)節(jié)pH值，不僅運行成本高，而且產(chǎn)生大量物化污。另外，酸堿中和產(chǎn)生大量的鹽(硫酸鹽或氯鹽)進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，從而對后續(xù)生化處理系統(tǒng)造成影響，尤其是硫酸鹽對厭氧生化處理有抑制作用，氯鹽則會造成管道和設(shè)備腐蝕問題。生化法中多以好氧處理為主，由于進(jìn)水濃度太高，近年來也有人嘗試采用厭氧處理工藝，但因為原水水質(zhì)復(fù)雜，pH高，含鹽量高，厭氧反應(yīng)條件難以控制而鮮有成功案例。

　　鑒于此，本研究采用兩級厭氧系統(tǒng)來處理某公司棉漿粕黑液，通過近兩個月的中試運行和數(shù)據(jù)對比分析，以期為該公司現(xiàn)有廢水處理系統(tǒng)改造提供技術(shù)思路。

　　1、試驗裝置及材料

　　試驗裝置由兩級厭氧反應(yīng)器串聯(lián)而成，設(shè)計處理水量為200L/d，第一級為水解酸化段，反應(yīng)區(qū)有效容積為800L，設(shè)計停留時間為4d，利用水解菌和產(chǎn)酸菌將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，提高可生化性，并產(chǎn)生小分子有機(jī)酸中和水中堿度，降低pH值;第二級為產(chǎn)甲烷段，厭氧罐有效容積為1000L，設(shè)計停留時間為5d，利用產(chǎn)甲烷菌將小分子有機(jī)物分解為甲烷。

　　厭氧菌種取自某制藥廠UASB厭氧反應(yīng)器污泥，污泥濃度約為15g/L，為了提高水解酸化效率，在第一級厭氧反應(yīng)器內(nèi)投加了水解強(qiáng)化菌種，同時為了提高厭氧反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力，提供厭氧微生物生長繁殖的載體，防止厭氧污泥流失，兩個反應(yīng)器內(nèi)各投加了15%高效聚氨酯懸浮填料，試驗日期為2018年8-9月。

　　2、試驗結(jié)果及分析

　　2.1 階段一運行數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

　　第一階段試驗反應(yīng)器平均進(jìn)水溫度為330℃。經(jīng)過12d的馴化，微生物已基本適應(yīng)黑液廢水，通過20多天的運行，中試厭氧反應(yīng)器運行穩(wěn)定，第一級和第二級pH和CODCr隨進(jìn)水負(fù)荷變化有小幅波動，系統(tǒng)總進(jìn)水容積負(fù)荷為1.15kgCODCr/(m3?d)，其中第一級容積負(fù)荷為2.58kgCODCr/(m3?d)。系統(tǒng)出水穩(wěn)定，CODCr平均去除率接近80%?，F(xiàn)有厭氧處理系統(tǒng)為厭氧折流板反應(yīng)器，混合廢水進(jìn)厭氧池之前先用廢鹽酸將pH調(diào)節(jié)至8左右，然后進(jìn)行沉淀去除部分懸浮物。基本運行參數(shù)為：處理水量為1200～1500t/d，厭氧總停留時間為10d以上，其中厭氧部分容積負(fù)荷為1.34kgCODCr/(m3?d)。相比于現(xiàn)有系統(tǒng)，在不調(diào)節(jié)pH值的情況下，中試裝置CODCr平均去除率高出現(xiàn)有厭氧系統(tǒng)近20%?，F(xiàn)將厭氧中試裝置和現(xiàn)有厭氧系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)列出，如表1所示。

　　2.2 階段二運行數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

　　第一階段試驗完成后，為進(jìn)一步了解黑液廢水經(jīng)過酸析預(yù)處理后的厭氧處理效果，對濃黑液進(jìn)行酸析預(yù)處理，然后與稀黑液混合沉淀后進(jìn)入?yún)捬跆幚硐到y(tǒng)?，F(xiàn)將厭氧中試裝置和現(xiàn)有厭氧系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)列出，如表2所示。

　　由于采取酸析氣浮和pH調(diào)節(jié)等預(yù)處理，進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)的原水平均CODCr較第一階段下降近2000mg/L，現(xiàn)有厭氧系統(tǒng)和中試裝置容積負(fù)荷和CODCr去除率均有下降，現(xiàn)有厭氧系統(tǒng)CODCr去除率下降幅度較小，平均為12%，厭氧中試裝置CODCr去除率下降幅度則達(dá)到20%。經(jīng)分析，原因主要有兩方面：一是由于采取酸析氣浮預(yù)處理，在去除難降解纖維素的同時，也去除了部分易降解有機(jī)物，使得CODCr總?cè)コ释较陆?二是酸析調(diào)pH值時投加大量鹽酸，使水中含鹽量增加約5g/L，對厭氧微生物產(chǎn)生了抑制作用。

　　3、結(jié)論

　　近兩個月的厭氧中試試驗結(jié)果表明，只要保持足夠長的停留時間(如9d以上)并建立厭氧pH緩沖體系，在不加酸調(diào)節(jié)pH和進(jìn)行其他預(yù)處理的情況下，采用二級厭氧處理濃稀漿粕黑液是可行的;濃稀黑液混合后進(jìn)厭氧處理系統(tǒng)比濃黑液進(jìn)行預(yù)處理后再進(jìn)厭氧處理效率更高;相比原厭氧系統(tǒng)，采用兩級厭氧生物處理棉漿粕黑液廢水，CODCr去除效率能提高約20%。

　　(來源：武漢東碧環(huán)保科技有限公司)