木薯酒精废水采用CSTR+UASB两级厌氧处理方法研究

【摘要】以木薯酒精废水资源化利用为目的，研究了CSTR+UASB的资源化利用关键技术，实现了废水的资源化综合利用和沼气资源的高值利用。

【关键词】酒精废水；CSTR；UASB；

在这，我们结合公司污水处理设备来谈谈生物工程技术在环保水处理中的应用，这里的生物反应器就包括高温厌氧罐，中温厌氧罐，好氧SBR罐。

厌氧指水处理构筑物内基本没有溶解氧，硝态氨含量低，在厌氧条件下，有多种微生物共同作用，将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等终产物的过程。在不充氧（厌氧）条件下，厌氧细菌和兼性细菌降解有机污染物，厌氧消化或发酵，产物为沼气，污泥和硫化氢等。

由于厌氧污水处理工艺时的反应是由多种不同物质，不同功能的微生物协同发挥作用的连续生物过程，微生物复杂，因此对反应器内的温度，PH，含氧浓度等环境变化敏感，运行系统管理要求高，厌氧微生物增值缓慢。因此关键在于控制进料温度、PH，进料流量及进料时间。表征厌氧发酵罐内生产情况是不是朝理想方向进行的最终结果就是产沼气量的多少。而罐内温度控制、PH值变化、挥发酸VFA浓度是实时反映微生物的发展动向的。罐内PH变化是设备最大处理能力和运行效果的重要的影响因素。

水处理厌氧细菌活跃的温度有两个最佳范围，分别为58度左右和35度左右，即通常所说的高温和中温厌氧。严格要求其波动范围不超1-2度。过高或者过低，都不适合菌群的生长繁殖，严重的会导致将乙酸转化为甲烷的甲烷菌停止生长甚至死亡，造成产气下降或不产气；影响了整个系统的处理运作效果和产生的效益。所以控制温度是首要的，是每个操作员最基本的常识。

控制污水停留时间和罐的有机负荷的条件也必不可少，通常情况下，污水的停留时间，是原糟液物料中有机物与罐里的生物污泥的接触时间，从而提高有机物去除率。在一级厌氧处理时如果进水量过大或间隔时间过短，停留时间则过短，可能造成反应器内生物体流失，系统有机负荷提高，有机物分解率下降。厌氧处理正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡，有机负荷过高，则产酸大于利酸率，造成VFA累积使PH下降，阻碍产甲烷阶段正常运行，严重时导致停滞，整个系统陷入瘫痪，调整恢复非常困难，因此进料量和时间间隔必须严格遵守工艺要求进行操作

在一级厌氧处理中VFA与PH值，VFA表示厌氧处理系统内挥发性有机酸含量。要实现对污水中的有机物有效处理，最终是通过产甲烷的过程来实现的，而产甲烷的甲烷菌所能利用的有机物就是挥发性有机酸，VFA过低使菌的利用物料少，对有机物分解降低，VFA过高超过利用率导致VFA积累，PH就会下降，PH值影响着微生物活动范围，产酸菌PH在4.5-8.0之间，而产气的甲烷菌要求就非常严格，通常在7.0-7.2为佳。产酸与产甲烷在一个构筑物内进行时，通常反应器内的PH保持在7.2左右，中性和弱碱性环境。PH下降甲烷菌受损影响功能发挥，进一步降低对VFA的利用率，又会导致VFA的累积，形成恶性循环。最终整个系统陷入瘫痪、停滞。通常，反应器中VFA异常升高就是产甲烷菌代谢受抑制的最有效指标。

经一级厌氧处理溢流出来的污水因为温度高和悬浮物浓度过高，所以必须经过斜筛进行固液分离，筛下液进入一级沉淀池，再次沉淀去泥，就进到UASB二级中温厌氧罐进一步处理。

UASB反应器为升流式厌氧污泥反应器，一般温度控制在35度左右，为连续进料溢流，集生物反应与沉淀于一体。基本特征是在反应器上部设气，液，固三相分离器，下部为污泥悬浮区和污泥床区。80％有机物去除在污泥床进行。底部进料，顶部溢流，进水流量较小。反应器内没载体，是悬浮生长型厌氧消化法，在厌氧状态下，微生物分解有机物产生沼气上升过程中产生剧烈搅动，利于颗粒絮状污泥形成和维持。污水均匀进罐后于污泥接触过程发生厌氧反应，适宜处理高，中度浓度污水。要求进水中悬浮物少，特别是难以降解的有机固体含量不宜过高，避免对污泥颗粒化不力或减少反应区的有效容积，影响效果。启动时间较长，对水质水量和负荷变化要求也敏感。所以，日常操作中，进水温度，进水污泥指标，进水量都要严格按要求进行操作，避免破坏内部微生物环境。

二级出水经气浮池，二级沉淀池后，就进入最后一道是生物处理工序，好氧生物活性污泥处理法。

其主要以活性污泥为主体，利用里面的悬浮生长型好氧微生物分解污水中的有机物质的污水生物处理技术，经吸附，代谢，固液分离三个阶段。在曝气情况下，污水中的胶状体和溶解性有机物被活性污泥吸附，过程十分迅速，30min完成，BOD5去除率70％，并被污泥中的微生物（有轮虫，钟虫，线虫，纤毛虫类，丝状菌，菌胶团等）分解代谢，这些微生物起到至关重要的作用，促进絮凝和沉淀，减少剩余污泥，改善水质吞噬水中病毒等作用。但也对进水水质，温度，溶解氧，和曝气时间要求严格，各种虫类数量，活动度，形状等都会影响出水水质。因此，衡量水中微生物生长情况和基本条件就以溶解氧来衡量，也是关键。在好氧段，工艺要求溶解氧在进好水后连续曝气四小时取样测要不低于2mg／L。出水含氧量1mg／L。混合液中必须有足够的溶解氧，主要是通过调节供气量来实现，如果氧不足或过低，微生物代谢就会下降，活性污泥就会发臭，还会滋生丝状菌，使污泥膨胀，影响水质。相反，过高就引起氧转移速率低，微生物会转入自身氧化阶段，造成污泥过氧化，沉降性能差，还会增加动力消耗。

另外，还有一个判断指标就是污泥沉降比，或30min沉降比，为评定污泥浓度和质量最常用的方法。取曝气池混合液至100ml量筒，30min后形成的沉淀污泥容积占原混合液容积比例。其值越小，沉降性能越好，通过变化判断发现污泥膨胀现象，及时进行调整，以达到最佳运行状态。