EGSB处理高浓度有机废水的实验方案

EGSB处理污泥处理后的上清液

高浓度有机废水的处理课题研发介绍

一、研究意义

本研究的废水样品为某污泥工程项目处理过程中产生的高浓度有机废液。高浓度有机废水通常采用厌氧方法处理。最早的厌氧消化池反应器停留时间长，设备庞大，能耗高。而厌氧滤池、升流式厌氧污泥床（UASB）等第二代厌氧生物处理工艺的诞生，在一定程度上克服了第一代的缺点，但这些反应器均运行负荷低，在UASB反应器中，由于反应器内混合强度不够，容易形成沟流，且在某些情况下污染物会对微生物产生抑制和毒害作用。为了克服这些缺点，以颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器为典型代表的第三代厌氧处理工艺应运而生，EGSB是国际上九十年代在UASB的基础上开发出来的至今为止效率最高的废水厌氧生物反应器。

目前，国内EGSB主要是从荷兰帕克公司引进的IC内循环厌氧反应器，已有工程应用，但其投资巨大（以500m3反应器为例，系统总投资1300万元），如此高的造价限制了该技术在我国的应用。因此，积极开展颗粒污泥膨胀床EGSB工艺及设备化的研究，开发出实用经济、集成度高的EGSB技术，以适应我国社会经济地发展，这一先进厌氧技术在我国的推广应用，将对我国高浓度有机废水的治理、厌氧技术研究的进步、适合国情的环保产品的发展都有着重要的意义。

二、研究目的

1、废水样品

本研究的废水样品的具体参数详见下表。

2、处理目标

由于本有机废液化学需氧量高达79000mg/L，要求出水后COD达到500mg/L。为达到处理要求，本研究建议采用的工艺为“颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）”与“好氧生物氧化反应器”。处理工艺如图所示。

EGSB处理污泥处理后的上清液

好氧生物处理

ESGB处理高浓度有机废水工艺图

本方案预通过研究EGSB处理高浓度有机废水的工艺参数对污水指标去除率的影响，找出最佳的操作条件，将上述水样处理后出水指标达到《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-99要求。

研究成果预期为厌氧污水处理工艺发展成成套的设备和技术提供理论依据，以便在我国现有的材料和加工技术上，开发出实用、经济、适应性强、集成度高的技术和设备，使之能够适应我国社会经济发展水平。

三、主要预开展的研究内容

1、膨胀床构筑物和设备的内部结构设计及优化

包括：三相分离器的设计优化：在高的上升流速时，维持稳定的水力内循环，并确保气、液、固可靠地分离，同时实现沼气的回收利用。布水系统的研究与开发：使得布水面小，布水系统与内循环构成微生物与有机质充分接触的水力环境。 2、污泥稳定化研究

研究影响污泥稳定化的因素（温度、pH值、污泥浓度、溶解氧等） 3、研究EGSB启动运行过程的规律

1）研究影响污泥颗粒化的因素，包括惰性颗粒（活性炭）、水流上升速度和有机负荷；

2）污泥浓度沿反应器高度的分布曲线； 3）上流速度的变化对污泥床膨胀率的影响；

4）研究操作条件（温度、进液pH值、VFA、硫化物、上流速度、水力停留时

EGSB处理污泥处理后的上清液

间、有机负荷）对处理效果（COD、BOD、氨氮、总氮、总磷、pH、SS等）的影响。

4、研究设备抗冲击负荷能力和容积产气率定量化等关键参数

不同工艺条件下厌氧沼气产量和沼气纯度的研究。 5、颗粒污泥形成研究

1）颗粒污泥的活性分析；

2）颗粒污泥的理化特性及微生物学性质，包括颗粒污泥的比重、反应器内颗粒污泥的分布情况及VSS含量、颗粒污泥中的金属元素、颗粒污泥的结构和生物相。

四、技术路线和研究方法

1、技术路线

本方案对EGSB处理污泥清蒸上清液高浓度有机废水工艺进行研究，主要包括模拟研究和实况研究。

在模拟研究阶段，对EGSB的内部结构（三相分离器和布水器）进行优化设计，用类似颗粒污泥（离子交换树脂等）来装填反应器，模拟研究不同EGSB内部结构和水力条件时的流态情况，取得反应器设计的优化参数。

在实况研究阶段，用EGSB反应器对高浓度有机废水进行处理，获得实际启动和运行过程的工艺条件和参数，保证这一技术的实用性和高效性。

考虑到实验时间比较紧张，根据模拟研究取得的优化参数，在实况研究阶段预计采用4组反应器同时运行。 2、研究方法

出水常规指标（COD、BOD、氨氮、总氮、总磷、pH、SS等）按照国家标准测量方法进行研究；

颗粒污泥的理化特性需采用电镜扫描分析仪、原子吸收分光光度仪、X射线荧光光谱仪、比重仪等设备研究测定；

厌氧发酵液中挥发性脂肪酸采用气相色谱法研究；厌氧产生的沼气利用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法研究分析。

五、研究进度计划

1~15天，模拟研究优化EGSB反应器设计参数；

16-30天，“EGSB+好氧生物氧化”工艺启动及颗粒污泥稳定过程；

EGSB处理污泥处理后的上清液

31-60天，工艺运行过程工艺条件及参数优化、处理效果研究； 61-85天，在最佳工艺条件下稳定运行过程； 76-90天，试验最终总结报告

六、课题人员安排及经费计划

1、课题人员安排：

此实验研究预计安排1名博士生和2名硕士生共同完成。其中一名硕士生精通反应器设计及流态力学等原理及手段，另一名硕士生熟悉工艺条件优化研究方法，博士生需要对颗粒污泥厌氧处理机理掌握的比较透彻。 2、课题经费计划

此课题开展过程的经费支出见汇总表。

课题研究费用支出汇总表

金额单位：万元

EGSB处理污泥处理后的上清液

七、研究成果物

1、研究成果物

（1） 实验记录表格，试验各阶段的数据记录结果。 （2） 月总结报告；以月为单位进行实验总结报告。 （3） 试验最终总结报告。 2、考核指标

（1） 工艺的选择可行性，最佳工艺参数； （2） 制定实验方案中研究内容的完成情况；

（3） 出水指标达到《污水排入城市下水道水质标准》CJ3082-99。 （4） 研发周期为3个月。