王紹斌1，劉云奎2，楊學海3，趙立功4
(1.廣州市市政設計研究院，廣東 廣州 510060；2.上海市政工程設計研究院，上海 200092；3.大連市大顯集團遠東房屋開發有限公司，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廢水，進行了有機負荷、水力負荷、污泥負荷條件試驗，考察了在不同溫度下的處理能力。試驗表明，在進水的ρ(COD)為3000—6000mg／L時，兩相厭氧工藝對COD的去除率可以達到60％-75％，有機負荷達到10kg[COD]／(m3·d)以上，系統運行效果穩定。
關鍵詞：兩相厭氧；亞麻生產廢水；廢水處理
中圖分類號：X791 文獻標識碼：A 文章編號：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素、果膠質、有機酸、多糖類，生化處理較難進行，此時如果采用兩相厭氧工藝，針對亞麻生產廢水的特點，強化產酸相的處理能力，為產甲烷相提供較好的有機底質，就會達到理想的處理效果，因此我們在哈爾濱某亞麻廠進行了試驗，以期為亞麻生產廢水尋找一種經濟有效的處理方法。 1 試驗用水和裝置 1.1 試驗用水水質和特點
試驗在哈爾濱某亞麻廠進行，用水取自該廠蒸煮段生產廢水，原廢水水質和調整pH值并把解析出的木質素去除后的水質如表1所示。 表1 廢水水質 項目 | 溫度/℃ | pH值 | ρ（COD)/(mg·L-1) | ρ（BOD)/(mg·L-1) | ρ（SS)/(mg·L-1) | ρ（TN)/(mg·L-1) | 原水 | 60 | 11-14 | 3000-6000 | 800-1500 | 500-800 | 50-100 | 進入生化系統 | 35 | 7-9 | 2500-5000 | 1000-1500 | 400-800 | 50-100 |
該廢水的特點是生化性差(BOD與COD的質量比一般低于0.25)，色度高(50倍以上)。此外根據生產工藝的需要，蒸煮廢水中又添加了一些具有氧化、脫色的化學藥劑，這些物質對生化處理工藝都易造成沖擊和破壞。
1.2 試驗裝置
圖1為所采用的兩相厭氧系統，其中產酸相用厭氧折流板反應器(anaerobic baffled reactor，ABR)，在該反應器中排列多個豎立的格板，使其形成一組升流式和降流式的厭氧污泥床。ABR反應器的每一格內，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。 
產甲烷相是UASB形式，在設備中布設了豎管填料，布設高度占總高度的一半，作為載體供產甲烷菌附著，同時又可達到較好的配水目的。在出水區域采用斜板來代替復雜的三相分離器，產酸相和產甲烷相的沼氣通過水封后用濕式氣體流量計測量。
產酸相和產甲烷相設備有效容積比為1：3，為了能有效控制兩相獨立的停留時間，在產酸相和產甲烷相之間設置一個回流，可以適當延長產甲烷相的停留時間。在產酸相和產甲烷相設備外面有加熱設備可以保證設備內水溫穩定在設計值。
1.3 試驗方法
試驗歷時180d，分污泥培養馴化、負荷改變、溫度改變幾個周期。其中污泥的培養馴化歷時60d，接種屠宰廢水厭氧工藝污泥，培養結束后污泥呈絮狀，沉淀性能尚好。然后通過改變污水的進水量來調整有機負荷，同時也改變了水力負荷，來進行兩相工藝的負荷沖擊試驗。該階段歷時75d，對各種負荷下的兩相工藝對亞麻生產廢水的穩定處理效果進行了確認，積累工藝設計的參數。最后一個半月時間里，通過調整溫度來觀察溫度的波動對工藝效果的影響，尤其是產甲烷相的溫度反應。 2 試驗的結果 2.1 兩相厭氧工藝對有機物的去除效果
試驗系統在穩定后連續測定了幾個周期的酸化相和產甲烷相對COD的去除率，部分典型的試驗數據如圖2所示。產酸相對COD的去除率穩定在30％-40％之間，整體工藝的去除率穩定在60％-75％之間。試驗發現工藝出水的水質和進水的水質有相關關系，這是由原水中可以厭氧降解有機物的比例所決定的。試驗中產酸相運行穩定，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的質量比提高到了0.4左右，給產甲烷菌的生長提供了充足的有機質。 
2.2 有機負荷與COD去除率的關系
圖3為在進水的水量一定的情況下，隨有機負荷的降低，工藝對COD的去除率增大，但是降低有機負荷的同時也意味著系統處理能力的降低，因此認為在有機負荷(以COD計，下同)為10-12kg／(m3·d)之間，COD去除率為60％-75％，是工藝設計的最佳參數。隨有機負荷的增加，COD去除率降低速度很快，分析原因是產酸相產生的揮發性脂肪酸過多，水體的pH值迅速降低，超過產甲烷菌的處理能力，抑制了產甲烷菌的生物活性。試驗認為產酸相ABR反應器單獨運行的有機負荷達到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器效果是穩定的。 
2.3 水力負荷與COD去除率的關系
圖4為有機負荷一定，水力負荷與有機物去瞬率之間的關系，隨著水力負荷的增加，COD去除率明顯增大，而且水力負荷在1.5-3.0m3／(m3·d)，COD去除率都保持增長狀態，這和利用出水回流增加水力負荷的EGSB厭氧工藝的原理是一致的，原因是伴隨水力負荷的增加，反應器中的紊動增大，污水和污泥菌種之間的傳質效果加強，菌體的新陳代謝加快，對有機底質的利用也較充分，提高了兩相工藝對COD的去除率。當然增大系統的傳質效果的同時也要保證反應器對污泥的有效截留，避免污泥的大量流失。 
2.4 污泥負荷對有機物去除率的影響
穩定運行階段，酸化段的污泥量為3.0 g[VSS]/L，產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，以酸化段污泥負荷為指標，通過不斷增加進水有機物濃度，考察有機負荷對系統的沖擊，結果如圖5所示。在酸化出水中揮發性脂肪酸的量隨污泥負荷的增加逐步增大，在1.5-1.8g[COD]／(g[VSS]·d) 污泥負荷下VFA的量達到了1500mg／L這時總體出水的揮發性脂肪酸水平卻不高，在100mg／L以下，因此可以認為對酸化工藝而言，該污泥負荷是比較合適的。而當污泥負荷進一步增大，酸化工藝出水揮發性脂肪酸雖繼續增加，但同時酸化工藝的有機物去除率在下降，總體工藝出水的水質也急劇惡化，說明酸已經過量，影響到產甲烷菌的活性，造成VFA的積累。針對亞麻生產廢水的兩相厭氧工藝，產酸段的污泥設計負荷為1.5 g[COD]／(g[VSS]·d)，產甲烷段污泥負荷為0.7g[COD]／(g[VSS]·d)。
2.5 溫度變化對工藝效果的影響
一般認為產甲烷菌比產酸菌對溫度更為敏感，低溫時更應該防止產酸菌產生的VFA濃度高于產甲烷菌利用的速度而使代謝失去平衡的現象發生。試驗后期將工藝的溫度分別運行在25℃和15℃，改變有機負荷，圖6顯示了在不同溫度下有機負荷和去除率的關系，在25 Y穩定運行(COD去除率在60％以上)的有機負荷為5-7kg[COD]／(m3·d)，和35℃條件下10-12kg[COD]／(m3·d)的負荷相比降低了50％，15℃時有機負荷為3-5kg[COD]／(m3·d)，負荷降低了70％，可見溫度的降低大幅度削弱了系統的處理能力。 
3 結語 兩相厭氧工藝在亞麻生產廢水進水COD的質量濃度為3000-6000mg／L，水溫35℃條件下，產酸相對COD的去除率穩定在30％-40％之間，整體工藝的COD去除率穩定在60％-75％之間；有機負荷為10-12kg／(m3·d)時，COD去除率穩定在60％以上。產酸段的污泥濃度為30g[VSS]／L，產甲烷段為2.0-2.5g[VSS]/L。產酸段適合的污泥負荷為1.5g[COD]／(g[VSS]·d)，產甲烷段污泥負荷為07g[COD]／(g[VSS]·d)。此外當工藝的溫度下降10℃時，系統的處理能力降低50％；在15t運行時，系統的處理能力降低70％。整體試驗證實兩相厭氧工藝在亞麻蒸煮廢水處理上是較為適用的。污水經過厭氧處理后可以和其它濃度的生產廢水混合，再通過好氧工藝和氣浮等工藝深度處理，達到排放的標準。
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，飲用水深度處理，電話(020)83863261。 | 
