处理难生物降解有机物的厌氧颗粒污泥形成的技术进展

能源与环境

天津城市建设学院学报 第10卷 第4期 2004年12月

JournalofTianjinInstituteofUrbanConstruction Vol.10 No.4 Dec.2004

处理难生物降解有机物的厌氧颗粒污泥形成

的技术进展

刘雅巍,张春青,池勇志

(天津城市建设学院市政与环境工程系,天津300384)

摘要:为了加快以上流式厌氧污泥床(UpflowAnaerobicSludgeBlanket,简称UASB)为代表的

无载体厌氧反应器处理含难生物降解有机物废水的启动速度,综述了影响厌氧颗粒污泥形成的因素.此外,为了高效、快速地降解废水中的难生物降解有机物,建议向厌氧反应器中投加优势菌,以进一步提高厌氧反应器降解废水中难生物降解有机物的效率和速度.关 键 词:厌氧反应器;污泥颗粒;影响因素;优势菌

中图分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1006 6853(2004)04 0263 03

与好氧生物相比,厌氧生物处理由于具有处理成本低、处理有机负荷大和可处理一些在好氧条件下难

生物降解的有机物等特点,因此,国内外许多研究人员都采用厌氧生物处理或厌氧生物处理与好氧生物处理结合的工艺来处理难生物降解有机物.为了提高厌氧生物反应器中的生物量,厌氧生物反应器中的生物多以颗粒污泥存在,此类无载体厌氧生物反应器的形式包括上流式厌氧污泥床(UASB)、膨胀颗粒污泥床(EGSB)和内缩环厌氧反应器(IC)等.

对于处理含难生物降解有机物废水以UASB为代表的无载体厌氧反应器而言,在实际应用时存在两个主要问题: 反应器初次启动过程缓慢,需要2~3个月时间,长者达半年甚至1年之久; 对难生物降解有机物的处理效率低,处理时间长.因此,上述无载体厌氧反应器能否高效运行的关键在于培养出具有良好沉降性能、能高效处理难生物降解有机物的厌氧颗粒污泥.而脂类废水和蛋白质废水及有毒难降解废水则较难培养出颗粒污泥,或不能培养出颗粒污泥.

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水的C N P约为200 5 1,否则要适当加以补充.投加补充适量的镍、钴、钼和锌等微量元素有利于提高污泥产甲烷活性,因为这些元素是产甲烷辅酶重要的组成部分[2].

1.2 污泥负荷率

影响污泥颗粒化进程最主要的运行控制条件是可降解有机物(COD)污泥负荷率,当污泥负荷率达0.3kgCOD/(kgVSS d)以上时便能开始形成颗粒污泥,这为微生物的繁殖提供充足的食料(碳源和能源),是微生物增长的物质基础.当污泥负荷率达到0.6kgCOD/(kgVSS d)时,颗粒化速度加快,所以当颗粒污泥出现后,应采取措施迅速将COD污泥负荷率提高到0.6kgCOD/(kgVSS d)左右水平,以利于颗粒化进行1.3 水力负荷率和产气负荷率

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升流条件是以UASB为代表的一系列无载体厌氧反应器形成颗粒污泥的必要条件,代表升流条件的物理量是水流的上升流速和沼气的上升流速,即水力负荷率和产气负荷率,通常将两者作用的总和称为系统的选择压(SelectionPressure).选择压对污泥床产生沿高度(水流)方向的搅拌作用和水力筛选作用.定向搅拌作用产生的剪切力使微小的颗粒产生不规则的旋转运动,有利于丝状微生物的相互缠绕,为颗粒的形成创造一个外部条件.水力筛选作用能将微小的颗粒污

1 厌氧颗粒污泥形成的主要技术条件

1.1 废水性质

一般处理含糖类废水易于形成颗粒污泥,要求废

收稿日期:2004 09 15

基金项目:天津市高等学校科技发展基金资助项目(20031003) ,,,.

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泥与絮体污泥分开,污泥床底聚集比较大的颗粒污泥,而比重较小的絮体污泥则进入悬浮层区,或被淘汰出反应器.因废水是从床底进入,使得颗粒污泥首先获得充足的食料而快速增长,这有利于污泥颗粒化的实现.Ritta等人认为液体上升流速在2.5~3.0m/d之间内,最有利于UASB反应器内污泥的颗粒化1.4 碱度

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天津城市建设学院学报 2004年 第10卷 第4期 对性地高效、快速地降解废水中的难生物降解有机物. 对于影响厌氧颗粒污泥形成的主要技术条件中的废水性质、污泥负荷率、水力负荷率和产气负荷率、碱度和环境条件而言,它们可以统称为影响厌氧颗粒污泥形成的外因.如果能从厌氧颗粒污泥形成的内因 厌氧颗粒污泥形成的机理入手,则有可能在适宜的外因下,进一步加快厌氧颗粒污泥的形成速度.

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碱度对污泥颗粒化的影响表现在两方面:一是对颗粒化进程的影响;二是对颗粒污泥活性的影响.后者主要表现在通过调节pH值(即通过碱度的缓冲作用使pH值变化较小)使得产甲烷菌呈不同的生长活性,前者主要表现在对污泥颗粒分布及颗粒化速度的影响.在一定的碱度范围内,进水碱度高的反应器污泥颗粒化速度快,但颗粒污泥的SMA(SpecificMethanogenicActivity,产甲烷活性)低;进水碱度低的反应器其污泥颗粒化速度慢,但颗粒污泥的SMA高.因此,在污泥颗粒化过程中进水碱度可以适当偏高(但不能使反应器体系的pH>8.2,这主要是因为此时产甲烷菌会受到严重抑制)以加速污泥的颗粒化,使反应器快速启动;而在颗粒化过程基本结束时,进水碱度应适当偏低以提高颗粒污泥的SMA[4].1.5 接种污泥

有资料表明,处理同类废水时,当接种量为反应器容积的1/4~1/3时,反应器经两星期左右的运行就能达到设计负荷率[5].1.6 环境条件

常温(20 左右)、中温(35 左右)、高温(55 左右)均可培养出厌氧颗粒污泥.一般说,温度越高,实现污泥颗粒化所需的时间越短,但温度过高或过低对培养颗粒污泥都是不利的.此外,保持适宜的pH值(6.8~7.6之间)是极为重要的

[5]

3 当前发展趋势

3.1 投加优势菌

针对难生物降解有机物,投加经过驯化、筛选的优势菌,使形成的厌氧颗粒污泥更有针对性地高效、快速

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地降解废水中的难生物降解有机物.

李宗义等[6]在反应器运行后,将厌氧污泥经过32d的驯化,其出水COD从470.3mg/L降到255.5mg/L,COD去除率从83.6上升到91.1,且出水BOD5也趋于平稳.

3.2 投加絮凝剂和金属离子

投加絮凝剂和金属离子是指从厌氧颗粒污泥形成的内因 厌氧颗粒污泥形成的机理入手,从而进一步加快厌氧颗粒污泥的形成速度[5].3.2.1 投加无机絮凝剂或高聚物

王林山等研究了通过投加膨润土和聚丙烯酰胺作为惰性载体加快处理啤酒废水的UASB反应器的启动,在间歇式进料的工况下,7d内出现颗粒污泥、4星期内形成稳定颗粒污泥床.

TsuyoshiImai[8]等研究了在小试规模下,通过投加水吸收聚合物(waterabsorbingpolymer)颗粒来加快处理人工合成的葡萄糖和挥发性有机酸(VFA)的有机废水的UASB反应器的启动,研究表明:在水吸收聚合物投加量为750mg/L的情况下,70d内完成厌养污泥的颗粒化,同时,颗粒污泥具有很好的产甲烷活性与很好的沉降性能.

YuH.Q.等人进行了通过加入絮凝剂三氯化铝来加快处理人工合成有机废水的UASB启动的研究,通过加入絮凝剂三氯化铝(Al3+加入量为300mg/L),可以使UASB的启动周期比对照组缩短1个月,同时UASB内的生物量比对照组增加10.

RandallA.Wirtz等人[10]进行了通过加入阳离子聚合物来加快处理人工合成有机废水的厌氧序批式反应器(ASBR)启动的研究,通过加入阳离子聚合物,可以使ASBR中颗粒污泥的生成时间比对照组缩短75. [11]物

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[7]

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2 存在问题

对于处理难生物降解有机物的以UASB为代表的一系列无载体厌氧反应器而言,接种污泥是厌氧颗粒污泥形成的 …… 此处隐藏：5804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……