加压曝气生物反应器的性能及应用

陈立波，郭景海，闫广平，隋新
(吉林化工学院环境科学与工程系，吉林吉林市 132022)

　　摘　要：研制了加压曝气生物反应器，介绍了反应器的性能、动力学参数、运行参数及其在工业废水处理中的应用。
　　关键词：加压曝气生物反应器；乙醛废水；味精废水；乙胺废水?
　　中图分类号：TU992.02
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)11-0065-02

1 加压曝气生物反应器性能

　　为了考察加压曝气生物反应器的性能，笔者用吉化集团电石厂乙醛生产车间废水进行了试验，试验用水水质见表1。

表1　乙醛废水水质? 组分 含量

乙醛(%) 0.06

乙酸(%) 0.143 丁烯醛(%) 0.016 有机氯(mg/L) 100 高沸物(mg/L) 107 COD(mg/L) 2750～3500 BOD₅(mg/L) 1500～1900 Cu²⁺(mg/L) 0.5～0.6 注：该废水水温为25～44 ℃，pH值为3～4。

　　试验条件：水温为20℃，进水量为0.20m3/h，曝气量为7.5m³/h(中试)，HRT为6h，pH值为7.5～8.5。?
　　曝气压力与有机物降解速度之间关系见图1，曝气压力与COD去除率之间关系见图2。?

　　由图1可知，在进水浓度相同的条件下，加压曝气生物反应器对有机物的降解速度(曝气压力为0.20MPa时)是普通生物反应器(曝气压力为0.05MPa)的4～5倍；在处理较高浓度有 机废水(COD≥3000mg/L)时，加压曝气生物反应器对COD的去除率是普通生物反应器(曝气压力为0.05MPa)的2～2.5倍。?

2　性能参数及动力学参数

　　试验对该反应器的性能参数和动力学参数进行了测定(见表2)。

表2　加压曝气生物反应器性能参数和动力学参数 参数 数值

参数 数值 Vmax［mg/(mg·d)］ 5.714 进水COD(mg/L)

2000～3000 Ks(mg/L) 62 COD去除率(%) 90～95 Y(mg/mg) 0.2201 HRT(h) 6～8 Kd(d-1) 0.1090 MLSS(mg/L) 3500～4000 a′(mg/mg) 0.714?
0.415 气水比 (20～30)∶1 b′[SX(B]［d^-1(Xv)］［d^-1(X)］ 0.154 ?
0.116 EA(%) 22～30 　 　 Nv［kg/(m³·d)］ 5.4～8.0

3　配套工艺

　　加压生物氧化系统由初沉池、调节池、加压曝气生物反应器、二沉池、排放水池等组成(见图3)。?

　　废水在调节池中加碱中和至pH=8.5～9后用水泵将其打入加压曝气生物反应器，废水中的有机污染物在反应器内的高活性微生物氧化分解作用下生成CO₂、H₂O等，废水中的有机胺、无机氨被氧化成NO₂-、NO₃^-。

4　工业化应用

4.1 味精废水处理工程?
　　加压曝气生物反应器在广州奥桑味精食品有限公司废水处理工程中的应用如下：
　　①运行结果
　　采用加压曝气生物反应器处理味精废水的运行结果见表3。

表3　味精废水处理系统运行结果mg/L 月?份 进水 出水 COD BOD₅ NH₃-N SS COD 　BOD₅ NH₃-N SS? 11 2126 895 258 423 46 15 12 25 12 2358 942 315 465 48 18 15 29 1 2884 1125 265 358 68 16 13 32 2 2653 1087 259 397 62 13 8 21 3 2657 1057 289 532 58 17 4 26 4 2468 963 321 548 66 18 9 30 5 2539 1088 276 483 54 16 14 28 6 2739 1208 269 468 57 19 10 26 7 2521 1098 197 421 60 20 13 30 注：以上指标均为当月的平均值。

　　②主要设计参数?
　　设计水量为4000m³/d，加压曝气生物反应器的容积为150m³(8台)，污泥龄为5～8d，MLSS为3500～5000mg/L(根据实际运行情况调整)，HRT为7h，曝气压力为0.10MPa，气水比为(20～30)∶1。氧利用率为22%～30%，动力效率为2.5～4.0kgO₂/(kW·h)，溶解氧浓度为2～4mg/L，污泥回流比为(0.8～1.0)∶1。调节池(2座)内设穿孔管曝气系统用以搅拌和吹脱氨气，气源来自加压生化塔的尾气；8台加压生化塔分为两排，呈直线形布置，内部采用微孔曝气头曝气，尾气分别送至调节池和脱气池；脱气池采用廊道式，内设穿孔管曝气系统，其布置在廊道的一侧以产生旋流。
4.2　乙胺废水处理工程
　　加压曝气生物反应器在吉化公司乙胺废水处理工程中的应用如下：
　　①运行结果?
　　采用加压曝气生物反应器处理乙胺废水的运行结果见表4。

表4　乙胺废水处理系统运行结果 进水COD(mg/L) 出水COD(mg/L) HRT(h) 1998 140 5 2159 120 6 2257 94 7 2051 86 7 2264 138 7 2878 97 7 1963 142 5 1666 92 5

　　②主要设计参数
　　设计水量为50m³/d，加压曝气生物反应器容积为15m³(1台)，污泥龄为3～5d，曝气压力为0.08MPa，MLSS为3000～4000 mg/L，气水比为20∶1。氧利用率为20%～27%，动力效率为2.0～3.0kgO₂/(kW·h)，溶解氧浓度为4～5mg/L，污泥回流比为1∶1。

5　结语

　　加压曝气生物反应器处理中、高浓度有机废水具有工艺流程简单，容积负荷率高，运行管理方便，处理效率高等优点。其为中、高浓度的有机废水处理探索了一条新的途径。

参考文献：

　　［1］顾夏声.废水生物处理数学模式［M］.北京：清华大学出版社，1993.
　　［2］陈立波.乙醛废水深度处理试验研究［J］.给水排水，2000，26(2)：46-47.

　　电　　话：(0432)3083128?
　　收稿日期：2002-04-10