旋流一体内循环反应器处理淀粉糖废水的工程实践

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2024-0864

摘要/Abstract

摘要：

厌氧生物处理技术具有低能耗、高效能、高负碳潜力的特点，在减污降碳协同增效方面具有独有的优势。采用旋流一体化内循环厌氧反应器对小麦淀粉糖生产废水进行处理，设计处理能力为4 000 m³/d，设计容积负荷为10.0 kg/（m³·d）（以COD计，下同），内循环厌氧反应器的有效容积为1 240 m³，直径为8.50 m，有效水深为21.00 m。运行数据表明，旋流一体化内循环厌氧反应器处理小麦淀粉糖生产废水具有很强的耐冲击负荷能力，运行过程中实际处理水量为4 080 m³/d、实际运行负荷为12.0~13.0 kg/（m³·d）、出水碱度（Alk）为1 200~1 600 mg/L，出水挥发性脂肪酸（VFA）稳定在150 mg/L以下，VFA/Alk稳定在0.10以下，出水COD稳定在400 mg/L以下，COD去除率稳定在89.2%以上，单位COD的沼气产率为0.4 m³/kg，实现节省供氧能耗5 256 MW·h/a，回收甲烷1 314 t/a，温室气体减排量达30 364.44 t/a。

关键词: 旋流一体化布水, 内循环厌氧反应器, 小麦淀粉糖, 生产废水

Abstract:

Anaerobic biological treatment technology is characterized by high efficiency, low consumption and negative carbon emission, and has unique advantages in reducing pollution and carbon and coordinating efficiency. In the project, the eddy-integrated internal circulation anaerobic reactor was used to treat the wastewater from the process of wheat starch sugar production. The design capacity of the reactor was 4 000 m³/d, with the design volumetric load of 10.0 kg/(m³·d)(in terms of COD, the same applies below). The effective volume of the reactor was 1 240 m³ and the diameter was 8.50 m, with an effective depth of 21.00 m. Operational results showed that the eddy-integrated internal circulation anaerobic reactor had a strong ability to treat the wheat starch sugar production wastewater, with strong carbon negative effect and strong shock load capacity. The real flow rate of the anaerobic reactor was 4 080 m³/d, the operation load was 12.0-13.0 kg/(m³·d). The effluent alkalinity(Alk) was 1 200-1 600 mg/L, the effluent volatile acid(VFA) was less than 150 mg/L, VFA/Alk was below 0.10. The COD removal rate was stable above 89.2%, and the effluent COD was below 400 mg/L, and the biogas yield per unit COD was 0.4 m³/kg, the reduction of oxygen supply energy consumption was 5 256 MW·h/a, the methane mass recovery from the reactor was 1 314 t/a, and GHG emission reduction was up to 30 364.44 t/a.

Key words: eddy distributor integrated with backflow, internal circular reactor, wheat starch sugar wastewater, process wastewater

中图分类号:

X703

胡超. 旋流一体内循环反应器处理淀粉糖废水的工程实践[J]. 工业水处理, 2025, 45(8): 190-196.

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https://www.iwt.cn/CN/Y2025/V45/I8/190

图/表 10

表1 小麦淀粉糖生产废水水量与水质

Table 1 Water quantity and quality data of wastewater from wheat starch sugar production

项目

COD/（mg·L^-1）

BOD₅/

（mg·L^-1）

NH₄-N/

（mg·L^-1）

SS/

（mg·L^-1）

图1 旋流一体化内循环厌氧反应器结构示意

Fig.1 Schematic diagram of the structure of the internal circulation anaerobic reactor

表2 旋流一体化内循环反应器主要参数

Table 2 Main parameters of the integrated swirling internal circulation reactor

项目	数值	项目	数值
处理能力（以COD计）/（kg·d^-1）	12 400	设计容积负荷/（kg·m^-3·d^-1）	10.0
COD去除效率/%	80	工作温度/℃	35
反应器有效容积/m³	1 240	上升流速/（m·h^-1）	2~6
反应器直径/m	8.50	反应器高度和液面高度/m	22.00和21.00
水力停留时间/h	7.0	提升管淹没深度/m	7.20

图2 旋流一体化布水器结构示意

Fig.2 Schematic diagram of the structure of the eddy-integrated water distributor

图3 集气器结构示意

Fig.3 Schematic diagram of the biogas-liquid seperator structure

表3 厌氧颗粒污泥的技术指标

Table 3 Technical specifications of anaerobic granular sludge

指标	粒径/mm	TSS/（g·L^-1）	（VSS/TSS）/%	有效颗粒度/%	含水率/%	外观
数值	2~3	90~110	≥75	≥80	82~87	粒丸型

图4 旋流一体化内循环厌氧反应器启动运行容积负荷

Fig.4 Volume loading rate for startup operation of the eddy-integrated internal circulation anaerobic reactor

图5 反应器内污泥沉淀堆积高度与运行时间的关系注：图中2 m、4 m、6 m、8 m表示取样口的位置。

Fig.5 Graph of sludge sedimentation buildup height in the reactor versus operating time

图6 反应器启动调试运行效果

Fig.6 Performance during reactor startup and commissioning

图7 厌氧反应器出水VFA、出水Alk以及VFA/Alk

Fig. 7 The effluent VFA，effluent alkalinity and VFA/Alk ratio of the anaerobic reactor

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