厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究:
厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究,瓜尔豆胶是一种中性多糖，来源于南亚干旱和 半干旱地区广泛栽培的一年生草本抗旱农作物 (Cyamopsis Set ragonolobus)，是目前国际上广泛应用 的亲水胶体之一，也是近年来我国食品工业中用量 最大的増稠剂之一。
随着食品工业的快速发展，瓜尔豆胶的产量和 需求量不断増加，厂家在大量生产时，会产生有机物 浓度很高的废水。由于废水中的主要有机物——瓜 尔豆胶的分子链和分子量大，相对分子质量约20~ 30万[1]，很难处理，一般生物处理不能有效降解和 处理。近年来，随着高效厌氧反应器的开发和工业 化，厌氧生物反应器己成为处理多种工业和生活废 水的重要措施。
厌氧膨胀颗粒床反应器（Expanded Granular Slidge Bed简称EGSB)是第三代高效厌氧反应 器[2]，该反应器除具有较高的上升流速，反应器抗 冲击负荷能力强，具有较高的高径比，厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究,占地面积小， 可用于SS含量较高废水的处理等特点[3]。本研究 采用EGSB反应器处理瓜尔豆胶生产废水。
1材料与方法
1. 1实验用水
本实验用水取自某食品添加剂生产厂家在生产 瓜尔豆胶过程中的洗涤水，其具有高COD浓度，高 SS浓度的特点。瓜尔豆胶的生产废水中除含有瓜 尔豆胶，还由于提取中使用了碱液，故废水粘度较高 且碱性较强。COD值约在60000 ~ 90000 mg# L-1 左右，接种污泥体积约占反应区总容积的1 /2„
1.3实验装置
试验用EGSB厌氧处理系统由玻璃制成，如图1 所示。反应器有效体积为5.0 L，反应区高度为 78. 0叫内径7 1 cm，高径比约为11。反应器内装 有在线pH计可以时刻检测反应器内pH值的变化 情况。系统中设有一缓冲罐（同时也可起到预酸化 的作用），废水由进水泵泵入缓冲罐中与出水混合 后，再由循环泵泵入EGSB反应器。因此反应器中 的上升流速由循环泵控制，而系统的容积负荷由废 水浓度和进水泵流量决定。反应器内温度通过水浴 夹套自动控制在36°C 士1C左右。厌氧反应产生的 沼气由气体计量器进行搜集计量。
图1 EGSB厌氧处理系统
主要成分质量浓度微量元素质量浓度
mg# L- 1mg# L- 1
葡萄糖37 50H3BO30 1
NH4C1400ZnC 20 1
KH2PO490CuC 120 06
CaC]2# H2O60MnSO4 # H2O0 1
MgSO#. 7H2O50(NDAWV AO0 1
FeSO4* 7H2O40AC40 1
NaiCO35000CoC]2. 6H2O0 1
N0 1
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水组成[4]见表1
在污泥达到较高活性后，开始处理瓜尔豆胶生 产废水，厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究,先将废水稀释至COD 5000mg# L-1左右进 水，控制容积COD负荷为3 kg# m-3d-1左右，上升 流速为5 8m# h-1。根据去除率和出水COD情况 逐步提高进水浓度和容积负荷。每天2次测定进出 水COD、jH、产生的沼气量、沼气成分等。进水的 jH控制在6 9~ 7 2范围内 1.5分析方法
(1)COD:重铬酸钾法[5];
(2)氨氮：纳氏试剂光度法[6];
(3)总磷：钼锑抗分光光度法[6];
(4)jH:出水米用 M etter Toledo Detla 320 计;反应器内在线测定采用M etterToledo 405~60-T- PA-S8/120 fH 计；
(5)沼气成份:气相色谱测定。
2结果与讨论 2 1 EGSB系统的处理效果
开始将废水稀释至⑴D浓度5000 mg# L-1左 右进水，COD容积负荷为3 kg# m-3 d-1 (图2 3 4)。由于颗粒污泥具有较高的活性，出水COD浓度 在400 mg# L 1左右，去除率达到92%。后逐渐提 高进水浓度并控制进水流量使反应系统的COD容 积负荷为 5 kg# m 3 d 匕 8 kg# m 3 d 匕 10 kg# m 3 d 匕 16 kg# m 3d、18 kg# m 3d、EGSB系统的 COD负荷为8 kg# m-3d-1时，系统的去除率可达到 90%以上；10 kg# m 3d 1时可达到85%以上。在 本文所达到的最高COD负荷18 kg# m-3 d-1 (进水 浓度为30000mg# L-1)时，去除率也可稳定在80% 以上，可见该EGSB系统能够有效的处理高浓度的
避免酸化是厌氧生物处理中的一个重要问题。 厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究,由于酸化菌的生长速度和活性能力远大于甲烷菌， 而初期的厌氧反应器以水解、酸化反应为主，因此容 易造成酸化产物在反应器内大量积累171。酸性物 质浓度的上升必然引起系统洱值的下降，pH值下 降进一步抑制甲烷菌活性恢复，这样恶性循环会造 成反应器酸化，导致厌氧处理效果下降，甚至系统崩 溃。因此，控制厌氧反应的洱非常重要。
实验中厌氧系统进水的rH控制在6 9~ 7. 2 之间，出水的pH在6 8~ 7 6之间（图4)。开始调 节进水pH为7. 0出水的pH为6 8;后提高进水 pH为7 2左右，出水的pH逐渐升高后降低进水的 pH至7 ft系统运行过程中，出水的pH逐渐升高， 最后稳定在7 5左右。此条件下比较适合产甲烷菌 的生长繁殖。
2. 2沼气的生成
实验运行期间，反应器产气较稳定。图5是沼
气产生的情况，从图可以看出系统的沼气累积产量
不断增加。在负荷提升时会因为产气量的突然增大
而产生波动，但总体上随着容积负荷的变化累计产
气量仍呈持续稳定上升的趋势。单位时间的沼气产
量随着容积负荷的提高而逐渐升高，开始COD负荷
为3 kg# m- 3d-1时，平均沼气产量为2 9 L # 0 5 cT
每公斤COD平均可产生0 38m3沼气，在最后COD © 1994-2012 China Academic Journal Electronic Pub
图4 EGSB反应器进出水pH
3 3 EGSB反应器负荷与去除率的关系
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图5系统运行期间产沼气量
负荷达到18 kg# m-3 d 1时，平均沼气产量为22 L# 0. 5 d-1,每公斤COD平均可产生0 54 m3沼气。沼气 中的甲烷含量也从开始启动时的15%左右逐渐提高, 最高时达82%。厌氧系统处理瓜尔豆胶生产废水的研究,可见颗粒污泥的比产甲烧活性较高。
3结论
(1)本实验用EGSB装置处理瓜尔豆胶生产废 水，COD容积负荷达18 kg# m-3 d-1 (进水浓度为 30000 m g# L- 1)时，去除率可稳定在80%以上。稳 定出水的洱为7 5左右。
(2)本装置处理瓜尔豆胶生产废水的单位时间 沼气产量随着容积负荷的提高而逐渐升高，COD负 荷达到18 kg# m-3 d-1时，平均沼气产量为22 L# 0. 5 d-1,每公斤COD平均可产生0 54 m3沼气。沼 气中的甲烷含量最高可达到82%。
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