王绍斌1，刘云奎2，杨学海3，赵立功4
(1.广州市市政设计研究院，广东 广州 510060；2.上海市政工程设计研究院，上海 200092；3.大连市大显集团远东房屋开发有限公司，辽宁 大连 116021；4.五洲富士化水工程有限公司，上海 201100) 摘要：采用两相厌氧工艺处理亚麻生产废水，进行了有机负荷、水力负荷、污泥负荷条件试验，考察了在不同温度下的处理能力。试验表明，在进水的ρ(COD)为3000—6000mg／L时，两相厌氧工艺对COD的去除率可以达到60％-75％，有机负荷达到10kg[COD]／(m3·d)以上，系统运行效果稳定。
关键词：两相厌氧；亚麻生产废水；废水处理
中图分类号：X791 文献标识码：A 文章编号：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 亚麻生产废水是一种较难处理的废水，水体存庄大量溶胶形式的木质素、果胶质、有机酸、多糖类，生化处理较难进行，此时如果采用两相厌氧工艺，针对亚麻生产废水的特点，强化产酸相的处理能力，为产甲烷相提供较好的有机底质，就会达到理想的处理效果，因此我们在哈尔滨某亚麻厂进行了试验，以期为亚麻生产废水寻找一种经济有效的处理方法。 1 试验用水和装置 1.1 试验用水水质和特点
试验在哈尔滨某亚麻厂进行，用水取自该厂蒸煮段生产废水，原废水水质和调整pH值并把解析出的木质素去除后的水质如表1所示。 表1 废水水质 项目 | 温度/℃ | 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 | 进入生化系统 | 35 | 7-9 | 2500-5000 | 1000-1500 | 400-800 | 50-100 |
该废水的特点是生化性差(BOD与COD的质量比一般低于0.25)，色度高(50倍以上)。此外根据生产工艺的需要，蒸煮废水中又添加了一些具有氧化、脱色的化学药剂，这些物质对生化处理工艺都易造成冲击和破坏。
1.2 试验装置
图1为所采用的两相厌氧系统，其中产酸相用厌氧折流板反应器(anaerobic baffled reactor，ABR)，在该反应器中排列多个竖立的格板，使其形成一组升流式和降流式的厌氧污泥床。ABR反应器的每一格内，水力特性接近于完全混合式，而在整体流程中则近似于推流式。 
产甲烷相是UASB形式，在设备中布设了竖管填料，布设高度占总高度的一半，作为载体供产甲烷菌附着，同时又可达到较好的配水目的。在出水区域采用斜板来代替复杂的三相分离器，产酸相和产甲烷相的沼气通过水封后用湿式气体流量计测量。
产酸相和产甲烷相设备有效容积比为1：3，为了能有效控制两相独立的停留时间，在产酸相和产甲烷相之间设置一个回流，可以适当延长产甲烷相的停留时间。在产酸相和产甲烷相设备外面有加热设备可以保证设备内水温稳定在设计值。
1.3 试验方法
试验历时180d，分污泥培养驯化、负荷改变、温度改变几个周期。其中污泥的培养驯化历时60d，接种屠宰废水厌氧工艺污泥，培养结束后污泥呈絮状，沉淀性能尚好。然后通过改变污水的进水量来调整有机负荷，同时也改变了水力负荷，来进行两相工艺的负荷冲击试验。该阶段历时75d，对各种负荷下的两相工艺对亚麻生产废水的稳定处理效果进行了确认，积累工艺设计的参数。最后一个半月时间里，通过调整温度来观察温度的波动对工艺效果的影响，尤其是产甲烷相的温度反应。 2 试验的结果 2.1 两相厌氧工艺对有机物的去除效果
试验系统在稳定后连续测定了几个周期的酸化相和产甲烷相对COD的去除率，部分典型的试验数据如图2所示。产酸相对COD的去除率稳定在30％-40％之间，整体工艺的去除率稳定在60％-75％之间。试验发现工艺出水的水质和进水的水质有相关关系，这是由原水中可以厌氧降解有机物的比例所决定的。试验中产酸相运行稳定，氧化还原电位在-300—-400mV之间，pH值在6.0-6.8之间，出水BOD与COD的质量比提高到了0.4左右，给产甲烷菌的生长提供了充足的有机质。 
2.2 有机负荷与COD去除率的关系
图3为在进水的水量一定的情况下，随有机负荷的降低，工艺对COD的去除率增大，但是降低有机负荷的同时也意味着系统处理能力的降低，因此认为在有机负荷(以COD计，下同)为10-12kg／(m3·d)之间，COD去除率为60％-75％，是工艺设计的最佳参数。随有机负荷的增加，COD去除率降低速度很快，分析原因是产酸相产生的挥发性脂肪酸过多，水体的pH值迅速降低，超过产甲烷菌的处理能力，抑制了产甲烷菌的生物活性。试验认为产酸相ABR反应器单独运行的有机负荷达到15 kg／(m3·d)仍然能保证30％—40％的COD去除率，证明该种类型的反应器效果是稳定的。 
2.3 水力负荷与COD去除率的关系
图4为有机负荷一定，水力负荷与有机物去瞬率之间的关系，随着水力负荷的增加，COD去除率明显增大，而且水力负荷在1.5-3.0m3／(m3·d)，COD去除率都保持增长状态，这和利用出水回流增加水力负荷的EGSB厌氧工艺的原理是一致的，原因是伴随水力负荷的增加，反应器中的紊动增大，污水和污泥菌种之间的传质效果加强，菌体的新陈代谢加快，对有机底质的利用也较充分，提高了两相工艺对COD的去除率。当然增大系统的传质效果的同时也要保证反应器对污泥的有效截留，避免污泥的大量流失。 
2.4 污泥负荷对有机物去除率的影响
稳定运行阶段，酸化段的污泥量为3.0 g[VSS]/L，产甲烷段污泥量由悬浮污泥和附着污泥两部分组成，总量在2.0-2.5g[VSS]／L之间。由于酸化段的污泥量比较容易确定，以酸化段污泥负荷为指标，通过不断增加进水有机物浓度，考察有机负荷对系统的冲击，结果如图5所示。在酸化出水中挥发性脂肪酸的量随污泥负荷的增加逐步增大，在1.5-1.8g[COD]／(g[VSS]·d) 污泥负荷下VFA的量达到了1500mg／L这时总体出水的挥发性脂肪酸水平却不高，在100mg／L以下，因此可以认为对酸化工艺而言，该污泥负荷是比较合适的。而当污泥负荷进一步增大，酸化工艺出水挥发性脂肪酸虽继续增加，但同时酸化工艺的有机物去除率在下降，总体工艺出水的水质也急剧恶化，说明酸已经过量，影响到产甲烷菌的活性，造成VFA的积累。针对亚麻生产废水的两相厌氧工艺，产酸段的污泥设计负荷为1.5 g[COD]／(g[VSS]·d)，产甲烷段污泥负荷为0.7g[COD]／(g[VSS]·d)。
2.5 温度变化对工艺效果的影响
一般认为产甲烷菌比产酸菌对温度更为敏感，低温时更应该防止产酸菌产生的VFA浓度高于产甲烷菌利用的速度而使代谢失去平衡的现象发生。试验后期将工艺的温度分别运行在25℃和15℃，改变有机负荷，图6显示了在不同温度下有机负荷和去除率的关系，在25 Y稳定运行(COD去除率在60％以上)的有机负荷为5-7kg[COD]／(m3·d)，和35℃条件下10-12kg[COD]／(m3·d)的负荷相比降低了50％，15℃时有机负荷为3-5kg[COD]／(m3·d)，负荷降低了70％，可见温度的降低大幅度削弱了系统的处理能力。 
3 结语 两相厌氧工艺在亚麻生产废水进水COD的质量浓度为3000-6000mg／L，水温35℃条件下，产酸相对COD的去除率稳定在30％-40％之间，整体工艺的COD去除率稳定在60％-75％之间；有机负荷为10-12kg／(m3·d)时，COD去除率稳定在60％以上。产酸段的污泥浓度为30g[VSS]／L，产甲烷段为2.0-2.5g[VSS]/L。产酸段适合的污泥负荷为1.5g[COD]／(g[VSS]·d)，产甲烷段污泥负荷为07g[COD]／(g[VSS]·d)。此外当工艺的温度下降10℃时，系统的处理能力降低50％；在15t运行时，系统的处理能力降低70％。整体试验证实两相厌氧工艺在亚麻蒸煮废水处理上是较为适用的。污水经过厌氧处理后可以和其它浓度的生产废水混合，再通过好氧工艺和气浮等工艺深度处理，达到排放的标准。
作者简介：王绍斌(1976—)，男，安徽淮南人，助工，硕士，主要研究污水处理，排水管网，饮用水深度处理，电话(020)83863261。 | 
