概述酒精废水处理技术
工业化酒精生产作为我国重要的产业,其废水的处理和资源化利用一直受到人们的广泛关注。在酒精生产过程中的废水主要来源于蒸馏馏出液,设备清洗液,冷却液以及酒精漕液等工序,含有较高浓度的有机物和悬浮物,可生化性良好。目前对于蒸馏馏出液,酒精漕液的处理一般采用厌氧发酵-好氧氧化的处理工艺,而对于设备清洗液,冷却液等则需要通过处理后回用。由于原料中的含氨基团在发酵中的脱落,所以设备清洗废水,冷却废水在含有一定量的有机物及悬浮物的同时,也含有较高浓度的氨氮。而对于这部分废水的处理,运用传统的脱氮方法需要较高成本的投入,并且面临着污泥处置等问题。
近年来,厌氧氨氧化(ANAMMOX)技术的发展,为解决这一问题提供了一个切实有效的方法。该技术具有耗能低,效率高,无需要添加有机碳源,污泥产量低等诸多优点,适用于许多高氨氮废水的处理。而ANAMMOX反应需要氨氮和亚硝氮作为反应基质,所以通常通过前置短程硝化(PN)组成PN-ANAMMOX联合工艺来实现氮素的去除。
目前,ANAMMOX技术成功运用于多种有机含氨废水的处理,Dosta等采用分体式PN-ANAMMOX处理污泥消化液,在进水C/N比为0。5的条件下达到了1kg·(m3·d)-1平均总氮去除速率;王凯等利用SBR短程硝化联合ASBR厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液,进水BOD5在50~80mg·L-1,总氮去除速率可以达到0。76kg·(m3·d)-1且进水中难降解COD不会对ANAMMOX菌产生影响。可以看出,利用ANAMMOX技术处理此类有机废水,可以获得较高的总氮去除速率,且更多地是用分体式反应器实现亚硝化、厌氧氨氧化的联合。而目前,利用PN-ANAMMOX处理酒精废水的报道较少,在一体式PN-ANAMMOX反应器内处理酒精废水更是鲜见报道。因此,本文以酒精废水作为NH4+-N源,研究其对一体式PN-ANAMMOX反应器的影响,以及长时间运行下,在一体式反应器内能否通过参数调控和ANAMMOX反应阶段的驯化,协同异养菌、亚硝化菌和ANAMMOX菌,实现氮素和有机物的同步去除,通过拓宽ANAMMOX运用领域,以期为该行业处理回用废水提供参考依据。
1材料与方法1。1实验装置
反应装置由有机玻璃制成,如图1所示,总有效体积3。62L,主要包括部分好氧区2。8L,厌氧氨氧化区0。23L和沉淀区0。59L。其中厌氧区出水通过回流装置回流至好氧区。进水方式由兰格蠕动泵控制为稳定连续流,运行温度在32℃左右,反应器整体pH控制在8。0左右。
1。2接种污泥
好氧区接种的亚硝化生物膜来源于实验室的亚硝化反应器。厌氧区接种的厌氧氨氧化颗粒污泥源于实验室长期运行的厌氧氨氧化种泥反应器,平均粒径1。5mm,污泥性状较好,MLVSS/MLSS=0。67。
1。3反应器进水水质
以酒精废水为研究对象,酒精废水取自连云港某以木质素为原料的酒精生产厂,并经过三级厌氧甲烷化处理,其主要水质指标如表1所示,处理出水氨氮小于300mg·L-1即可达到回用要求。
部分进水为人工模拟废水,其中NH4+-N,NO2--N由NH4Cl和NaNO2提供,以及微量元素浓缩液(mg·L-1)：5000EDTA,5000MnCl2·H2O,3000FeSO4·7H2O,50CoCl2·6H2O,40NiCl2·6H2O,20H3BO3,20(NH4)2MoO4,10CuSO4,3ZnSO4,添加量为1mL·L-1。进水中加入碳酸氢钠调节pH并作为缓冲剂。
1。4实验方法1。4。1PN-ANAMMOX反应器的启动
采用人工配水,通过提高进水氨氮浓度和缩短水力停留时间(HRT)交替的方式提高反应器的氮容积负荷。进水氨氮的浓度从150mg·L-1逐渐提升到430mg·L-1左右,保持反应器整体pH7。8±0。5,温度30~35℃,好氧区ORP值120~150mV,通过测定进出水氮素指标的变化,评估PN-ANAMMOX反应器的运行状况。
1。4。2酒精废水对PN-ANAMMOX的影响实验
进水先采用固定NH4+-N浓度400mg·L-1左右酒精废水(稀释50%,可生物降解TOC约50mg·L-1),逐步添加0、20、50mg·L-1的TOC(葡萄糖),使可生物降解TOC恢复至原酒精废水中的浓度水平,通过反应器总氮去除速率及各区域的氮转化速率,评估原酒精废水中可生物降解TOC对PN-ANAMMOX反应器的影响。在反应器受到较大影响之后,将进水改为人工配水,加入100mg·L-1的TOC,通过前后反应器总氮去除速率的变化,判断酒精废水中惰性有机物及其他物质是否对PN-ANAMMOX产生影响。
1。4。3驯化实验
先采用稀释度为20%的酒精废水作为进水(避免高浓度有机物冲击),调控HRT,以20%的酒精废水作为进水,氨氮浓度在160mg·L-1左右,所以HRT先经过缩短,待反应器运行稳定之后,逐步采用稀释度为50%,100%的酒精废水作为进水并适当提高PN阶段溶解氧,而以50%和100%的酒精废水作为进水,氨氮浓度在400mg·L-1和800mg·L-1左右,故需将HRT逐渐延长,测定进出水氮素的变化,探究此过程中是否可以通过参数的调控,协同异养菌、亚硝化菌和ANAMMOX菌,实现氮素的去除。欢迎了解更多关于与的相关信息，欢迎前来了解咨询。