两次投加竹炭对UASB反应器污泥颗粒化的促进作用_曹玉成

第26卷第5期农业工程学报Vol.26No.52462010年5月TransactionsoftheCSAEMay2010两次投加竹炭对UASB反应器污泥颗粒化的促进作用曹玉成，张妙仙，单胜道※（浙江林学院环境科技学院，杭州311300）摘要:为考察竹炭不同投加方式对UASB反应器污泥颗粒化过程的影响，以猪场废水为培养基质，对比分析了试验组（启动初期和颗粒污泥形成后两次投加粉末竹炭）和对照组（仅在启动初期投加1次粉末竹炭）两台UASB反应器中污泥颗粒化过程。结果表明：在颗粒污泥出现后再次投加粉末竹炭可促进颗粒污泥的增殖与稳定，有利于大粒径颗粒污泥的形成和致密化，改善颗粒污泥沉降性能，进而提高有机物去除效果。试验运行至第57天，试验组反应器底部和上部污泥颗粒化程度（SGR）分别为94.5%和60.7%，比对照组分别高出了7.9%和17.3%，其中试验组反应器底部粒径大于1.7mm的颗粒污泥质量分数达到了41.7%，而对照组仅为32.4%；试验组反应器化学需氧量（COD）去除率为81.6%，明显高于对照组（75.7%）。试验结果证明，在UASB污泥颗粒化过程中，于颗粒污泥出现后再次投加粉末竹炭，可加快UASB反应器的启动。关键词：竹炭，污泥消化，废水处理，UASBdoi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.05.042中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1002-6819(2010)-05-0246-05曹玉成，张妙仙，单胜道.两次投加竹炭对UASB反应器污泥颗粒化的促进作用[J].农业工程学报，2010，26(5)：246－250.CaoYucheng,ZhangMiaoxian,ShanShengdao.Effectoftwo-addedpowderedbamboo-charcoalonsludgegranulationofUASBreactor[J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(5):246－250.(inChinesewithEnglishabstract)0引言上流式厌氧污泥床（UASB）目前已成为应用最为广泛的高效厌氧反应器之一，运用于猪场废水处理，经济技术优势明显[1-2]。该反应器能否实现高效、稳定的运行，关键在于是否培养出性能良好的颗粒污泥。研究已表明，通过工艺运行参数的有效调控，可实现污泥颗粒化，但存在启动周期长、操作技术水平要求高等缺陷[3-8]。因此，国际上最新研究动向是从单纯优化工艺参数转向探明颗粒污泥形成机理，在此基础上寻求其他技术途径，以期达到短期内培养出颗粒污泥的目的。Liu等总结了污泥颗粒化理论的最新研究成果，提出了污泥颗粒化通用模型[9]。根据Liu理论，惰性载体在污泥颗粒化过程中起着重要作用。大量研究已表明，在UASB反应器中投加活性炭、无烟煤等惰性载体可加速厌氧污泥的颗粒化[10-12]，但在惰性载体投加方式上，大多仅是在接种污泥时投加一次，而对于颗粒污泥形成后再次投加惰性载体，是否有利于颗粒污泥的增殖和稳定，国内外鲜有研究。竹炭是以竹材为原料经高温炭化后获得的固体产物，具收稿日期：2009-07-22修订日期：2009-10-28基金项目：国家高技术研究发展计划（2006AA06Z344）；浙江省科技厅重大专项（2006C13036）作者简介：曹玉成（1976－），男，安徽肥东人，博士生，中国农业工程学会会员（E043500014M），主要从事废水生物处理方面的研究工作。杭州浙江林学院环境科技学院，311300。Email：caoyucheng@zjfc.edu.cn。※通信作者：单胜道（1969－），男，教授，博士，博士生导师，主要从事农村废弃物资源化利用方面研究工作。杭州浙江林学院环境科技学院，311300。Email：shanshd@sina.com有吸附力强、生物亲和性好等特点，目前，基于竹炭的固定化微生物废水处理技术已成为新的研究热点[13-15]，但现有研究基本围绕于好氧微生物的固定化技术，对其应用于UASB等高效厌氧反应器污泥颗粒化培养过程的研究，尚未见报道。目前，研究厌氧污泥颗粒化过程的技术手段可归为两类：一类是采用电子显微技术、分子生物技术等先进方法从微观角度研究颗粒污泥的结构形态、性质等[16-17]。此类技术的应用为探明颗粒污泥的形成机理提供了可能，但在动态分析厌氧颗粒污泥形成过程、指导工程应用等方面存在不足；另一类研究手段主要是借助颗粒污泥典型特征指标，从宏观角度分析UASB反应器污泥颗粒化过程，该方法着眼于工程应用，具有简单、易行等优点，有利于及时、动态地分析污泥颗粒化过程，因此，其研究与应用最为广泛。但现有报道主要集中在颗粒污泥粒径大小与分布、沉降速度等指标的分析[2,5]，难以定量反映出启动过程