CN101250005A - 一种木薯酒糟厌氧处理方法 - Google Patents

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罗刚
周琪
李风亭
郭素荣
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Abstract

一种木薯酒糟厌氧处理方法，选用能够处理高浓度悬浮固体含量的反应器处理木薯酒糟，采用高温厌氧消化技术，包括厌氧反应器的启动、厌氧反应器的运行。该厌氧反应器的启动过程中以厌氧消化污泥接种，通过稀释原水设置一个较低的起始有机负荷，并以一定幅度逐渐提高负荷，经过一段时间的运行有机负荷达到一定值，原水可以直接进入反应器，成功地实现反应器的启动。反应器成功启动后，通过缩短HRT提高有机负荷；整个运行过程中通过排放剩余污泥和未得到消化的部分木薯酒糟中的SS来控制MLVSS浓度以保证反应器的处理效率。本发明不仅能够在较短的时间内实现厌氧反应器的启动，而且反应器运行稳定，可以实现有机物高效的去除率以及稳定的沼气产量，同时大部分悬浮物可以被厌氧消化产生甲烷。

Description

一种木薯酒糟厌氧处理方法
技术领域
本发明属于污水处理及资源化利用领域，涉及对木薯酒精生产过程中产生的大量高浓度高含固量有机废水的厌氧处理技术，包括厌氧反应器的启动和运行。
背景技术
木薯酒精生产过程中会产生大量的酸性高温高浓度有机废水，进水温度在60度以上，pH范围4～4.2，COD(化学耗氧量)为40000～70000mg/L，由于。酒精废液生物降解性能好，许多高效厌氧反应器如UASB(上流式厌氧生物反应器)、EGSB(膨胀颗粒污泥床)等在酒精废水的治理中被广泛应用。然而高效厌氧反应器对进水悬浮固体含量要求比较高，一般低于5000mg/L，木薯酒糟中悬浮固体含量在20000～30000mg/L之间，因此在进UASB之前必须经过固液分离。然而木薯酒糟粘度大、固形颗粒软，从而疏水性差，用带式过滤、真空过滤、螺旋挤压等多种固液分离方式均不能收到满意的效果，SS(悬浮固体)去除率只有60％左右，出水SS含量仍高达8000～12000mg/L，严重影响了后续UASB等反应器的高效运行；此外固液分离后得到的糟渣粗蛋白质低，粗脂肪低，粗纤维高，很难满足饲料营养的要求，因此作为饲料销售困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便有效的木薯酒糟厌氧资源化技术，克服现有技术中的上述缺点。本发明不仅能够在较短的时间内实现厌氧反应器的启动，而且反应器运行稳定，可以实现有机物高效的去除率以及稳定的沼气产量。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
1)木薯酒糟直接进入厌氧反应器，选用能够处理高浓度悬浮固体含量的反应器，包括连续流完全混合式反应器(CSTR)+沉淀池或厌氧序批式反应器(ASBR)等；采用高温厌氧技术(温度控制在为50～60℃，例如，反应器的温度控制在55℃(厌氧菌的最适温度))，充分利用木薯酒糟废水高温的优势以及高温厌氧污泥活性高，产率低等优点。
2)厌氧反应器的启动：在厌氧反应器中，以厌氧消化污泥为接种污泥，采用稀释的木薯酒糟为进水驯化污泥，待COD去除率大于70％后，逐渐减小稀释倍数，以较小幅度逐渐提高负荷，经过一个半月左右的运行，木薯酒糟不经稀释可以直接进入反应器，厌氧反应器启动成功。具体的说，启动过程中起始有机负荷通过进水稀释控制在0.5～2kgCOD/(m3·d)，并以0.5～2kgCOD/(m3·d)为幅度逐渐稳步提高负荷，经过一个半月左右运行有机负荷可达5kgCOD/(m3·d)左右，原水直接进入反应器，成功地实现反应器的启动。该厌氧消化污泥包括各种来源渠道的消化污泥，如：中温厌氧反应器中的污泥，高温厌氧反应器内的污泥，污水处理厂污泥消化池中的污泥以及下水道等处的污泥。
3)厌氧反应器的运行：启动成功后，有机负荷提高幅度可以增大，经过一个半月左右的运行，负荷可达反应器所能承受的最大负荷。具体的说，启动成功后，有机负荷增加幅度可达2～5kgCOD/(m3·d)，最大有机负荷可达15kgCOD/(m3·d)左右，控制反应器MLVSS浓度在10～20g/L之间的某一个值以获得最佳处理效果。
4)厌氧反应器启动和运行过程中不需要人为调节反应器进水pH值或向反应器投加碱性物质。
本发明的有益效果是，提供了一种不经固液分离，直接对木薯酒糟进行处理的厌氧技术，包括厌氧反应器的启动和运行，一方面提供厌氧反应器快速稳定的启动方法，克服厌氧反应器启动过程长的不足，另一方面能够使木薯酒糟中的悬浮固体尽可能多的转变为溶解性COD，并使溶解性COD尽可能多的转化为沼气，降低出水COD的浓度。此外反应器接种用的厌氧污泥来源广泛，易于获得，而且整个过程中不需要调节反应器进水pH值或向反应器投加碱性物质，节省了运行费用。
具体实施方式
针对木薯酒糟的成分和性状特点，可采用高温厌氧CSTR(55℃)+普通沉淀工艺处理木薯酒糟。具体方法步骤如下：
1)厌氧反应器的启动
以中温厌氧污泥为接种污泥，向反应器中加入稀释5倍的原水，使得反应器中MLVSS(混合液中可挥发性的悬浮固体浓度)浓度为10g/L，连续搅拌待反应器pH值稳定后开始连续进出水，进水稀释5倍，HRT(水力停留时间)10天，起始负荷为1kgCOD/(m3·d)左右，两周后反应器TCOD去除率达到80％左右，然后逐步减少稀释倍数，控制有机负荷的增加幅度为1kgCOD/(m3·d)，待反应器TCOD去除率保持稳定后继续增加有机负荷。反应器运行至53天，直接进原水，负荷提高至5.0kgCOD/(m3·d)，TCOD去除率稳定在90％左右，至此高温厌氧CSTR启动完成。
2)厌氧反应器的运行
反应器成功启动后，通过缩短HRT提高有机负荷，提高幅度可达到2～5kgCOD/(m3·d)。经过80天左右运行，容积负荷可达到14kgCOD/(m3·d)，HRT缩短至5天，此时TCOD(总化学耗氧量)，去除率为90％。整个运行过程中通过排放剩余污泥和未得到消化的部分木薯酒糟中的SS来控制MLVSS浓度在10g/L以保证反应器的处理效率。
所取得的有益效果包括：
1)中温厌氧污泥来源广泛，易于获取，按照上述方法在两个月内可实现高温厌氧反应器的成功启动。
2)厌氧过程中有机负荷可高达14kgCOD/(m3·d)，可以实现TCOD的高效去除，去除率稳定在90％，沼气产量为4.5L/L·d，其中甲烷含量在60％左右。
3)启动以及运行过程不需要对进水的pH值进行调节和向反应器投加碱性物质，高温厌氧CSTR可以实现高效稳定运行。
4)HRT为5天，有机负荷14kgCOD/(m3·d)左右时，木薯酒糟中SS有70％以上可以被厌氧消化产生甲烷，从而得到去除，相比于采用固液分离的处理方法有很大的优势。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1. 一种木薯酒糟厌氧处理方法，其特征在于：选用能够处理高浓度悬浮固体含量的反应器在高温下处理木薯酒糟，包括厌氧反应器的启动、厌氧反应器的运行。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
该厌氧反应器的启动：启动过程中设置一个起始有机负荷，并以一定幅度逐渐提高负荷，经过一段时间的运行有机负荷达到一定值，原水可以直接进入反应器，成功地实现反应器的启动。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
在厌氧反应器中，以厌氧消化污泥为接种污泥，采用稀释的木薯酒糟为进水驯化污泥，待COD去除率大于70％后，逐渐减小稀释倍数，以较小幅度逐渐提高负荷，经过一个半月左右的运行，木薯酒糟不经稀释可以直接进入反应器，厌氧反应器启动成功。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于：该厌氧消化污泥包括：中温厌氧反应器中的污泥，高温厌氧反应器内的污泥，污水处理厂污泥消化池中的污泥以及下水道的污泥。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：启动过程中起始有机负荷为0.5～2kgCOD/(m3·d)，并以0.5～2kgCOD/(m3·d)为幅度逐渐稳步提高负荷，经过一个半月左右原水可以直接进入反应器，有机负荷可达5kgCOD/(m3·d)左右，成功地实现反应器的启动。
6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：厌氧启动过程保持有机负荷提高幅度为0.5～2kgCOD/(m3·d)。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
该厌氧反应器的运行：反应器成功启动后，通过缩短HRT提高有机负荷；整个运行过程中通过排放剩余污泥和未得到消化的部分木薯酒糟中的SS来控制MLVSS浓度以保证反应器的处理效率。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
该有机负荷提高幅度可达到2～5kgCOD/(m3·d)；反应器MLVSS浓度控制在10～20g/L的某一个值，具体的视最佳处理效果确定。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该高温是指50℃～60℃。
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