厌氧序批式反应器预处理焦化废水研究

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1、厌氧序批式反应器预处理焦化废水研究焦化废水是在生产焦炭、煤气、焦油及其它焦化产品的过程中产生的废水。由于焦化废水含高浓度的氨氮和许多难生物降解有机物，对环境危害较大。厌氧预处理可以将焦化废水中难以生物降解的有机物转化为一些易于生物降解的有机物，为后续的好氧生物降解创造良好条件，从而提高整个系统的处理效率[1]。本课题研究厌氧序批式反应器（ASBR）对焦化废水进行预处理的可行性及工艺特性。1试验材料与方法1.1ASBR反应器实验运行系统小试规模ASBR反应器置于35℃恒温室中。实验用水取自太原市煤气公

2、司焦化厂经过除油、蒸氨工序之后的焦化废水。实验装置如图1所示。1.2生物化学甲烷势（BMP）测定方法容积为500mL的葡萄糖瓶作为生物化学甲烷势（BMP）测定用反应器。BMP的测定步骤：取100mL颗粒污泥置于500mL的葡萄糖瓶中，加适量的背景无机营养液和350mL的焦化废水中（ρ(CODcr)=800mg/L），用氮气吹走葡萄糖瓶中的空气以保证厌氧状态并用医用橡皮塞密封瓶口。将葡萄糖瓶置于35℃的环境中进行培养。同时进行空白测定：即在另一葡萄糖瓶中只加入100mL的颗粒污泥，而不加入焦化废水，其

3、它步骤同上。每日分别记录水样和空白的甲烷产气量，直至产气停止。由于葡萄糖瓶中排出的气体包含有甲烷和CO2，而CO2不能代表厌氧条件下CODcr的相应减少量，故应将产生的CO2用0.1mol/L的NaOH吸收。当水样和空白都不再产气时，BMP测定结束。此时，水样总产气量减去空白总产气量就是BMP的测定结果。1.3实验内容①用焦化废水对ASBR反应器中的以蔗糖为基质培养的厌氧颗粒污泥进行驯化；②测定焦化废水的BMP；③研究ASBR工艺厌氧预处理焦化废水的工艺条件和工艺特性。2结果与讨论2.1驯化过程实验

4、中采用逐步增加以蔗糖为基质的进水中焦化废水所占CODcr的比例，同时逐步降低有机负荷的方法对以蔗糖为基质培养出来的接种厌氧颗粒污泥进行驯化，使微生物逐步适应低浓度有毒难降解的焦化废水的特性。驯化历时共225d。驯化后颗粒污泥稳定。2.2BMP的测定对颗粒污泥经175d处理焦化废水的驯化后，取少量的颗粒污泥对焦化废水进行BMP测定。用BMP来评价厌氧工艺对焦化废水可能达到的最大处理效率。应该指出，BMP和BOD5一样，是废水中有机污染物生物转化的评价指标，BMP不等于厌氧工艺中所能去除的有机物数量，只

5、有在动态工艺试验中，才能最终确定有多少有机污染物可以转化为甲烷[2]。BMP测定表明，厌氧处理焦化废水时，CODcr的最大甲烷化率为41.9％。2.3ASBR最佳工艺参数的正交试验根据驯化过程的经验，可以确定影响CODcr去除率的3个重要因素分别为：进水时间与反应时间的比值（tf/tr）、沼气搅拌强度和间歇搅拌方式。为了选择出最佳的ASBR运行条件，完成驯化后，对进水时间与反应时间的比值、搅拌强度、间歇搅拌方式这3个对处理效率影响明显的运行条件通过正交试验做出选择。实验中运行周期为24h，进水pH控

6、制在7.0～8.0，沉淀时间为1h。选择的进水时间与反应时间比值为3个水平0.3，0.5和1.0。考虑到搅拌对实验的影响程度，搅拌太弱时，搅拌不均匀；但搅拌太强时，对颗粒污泥剪切力太大，造成颗粒污泥解体，选取沼气搅拌强度的3个水平为200，300，400mL/min；间歇搅拌方式为30s/30min、30s/20min，100s/45min。最后根据要做的实验中的因子数（3个）及水平数（3个）选择正交表为L9（34）正交试验分配及分析见表1。表1ASBR正交试验结果及分析水平ABCD数据y合计Y因子

7、进水时间/反应时间搅拌硬度间歇搅拌方式空白实验号tf/trmL/mins/minCODcr去除率/％10.320030/20116.691716.3216.2666.2720.330030/30216.0914.416.1216.1662.7730.3400100/45315.9815.1916.1916.2463.640.520030/30329.6322.7724.9223.4100.7250.5300100/45133.9238.5136.0733.37141.8760.540030/2022

8、7.8728.1525.3326.79108.1471.0200100/45218.4718.9823.0221.0181.4881.030030/20318.618.9920.4419.0677.0991.040030/30122.3124.9626.6425.93100.04M1M11=192.64M12=248.47M13=251.5M14=308.18T=801.98M2M21=350.73M22=281.73M23=263.53M24=252.39M3M31