回流搅拌对大型UASB酸化系统恢复运行的影响_覃婵

1概述UASB是上流式厌氧反应器（UpflowAnaerobicSludgeBlanket）的简称，是由荷兰Wageningen农业大学的教授Let-tinga等人于七十年代研制并开始应用的，由于三相分离器的设置使污泥有效截留在反应器内，在处理柠檬酸废水、啤酒废水等废水时还可形成高效的颗粒污泥，使反应器污泥床的污泥浓度可以维持相当高的水平，从而提高反应器的有机负荷。UASB反应器处理高浓度有机废水在国内外均有大量的成功实例，从应用实际来看，UASB反应器的启动和正常运行要求较高的技术管理水平，最常出现的问题是运行负荷过高引起挥发酸过度积累，产甲烷终止，使UASB反应器酸化，无法正常运行。要恢复酸化的UASB反应器，往往比初次启动UASB反应器还要困难，不少厂家对此束手无策，使整个环保设施处于瘫痪状态。在甘蔗糖厂酒精废水处理系统中，我们成功地对已酸化的UASB反应器进行恢复，并针对回流搅拌和相对静止两种不同条件在酸化系统恢复运行中的效果进行试验，形成了初步的试验结论。2酸化的UASB反应器情况介绍2.1废水水质厂家采用制糖副产品糖蜜生产酒精，季节性生产，正常生产时糖蜜酒精废水排放量为400m3/d，制糖生产废水为2000m3/d，混合废水水质为CODcr：15000~25000mg/L，BOD5：6000~9000mg/L，SS：1000~1700mg/L，pH：4.0~4.5，SO42-：1300～1800mg/L，废水温度30～40℃。2.2主体工艺流程（1）UASB在初次启动时酸化UASB外形尺寸为Ф20×18m，采用处理啤酒废水的UASB中的颗粒污泥及其好氧段的脱水污泥，还有部分处理糖蜜酒精废水的UASB中的絮体污泥接种。启动过程中废水不调节pH，直接进入酸化水解池，再进入UASB反应器。此时原废水的COD为10000~15000mg/L。由于操作不慎，进水量过多，有机负荷过大，导致UASB反应器全面酸化，UASB出水pH<6，出水VFA>2500mg/L，产甲烷反应完全终止，UASB反应器出水土黄色，带有明显酸败味，所产生的气体主要为二氧化碳，不能点燃。（2）UASB酸化成因分析废水中有机物在UASB反应器被厌氧微生物降解，正常运行的反应器有机物经大量微生物共同作用，最终降解为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。其厌氧降解过程分为三个阶段。（1）水解阶段，高分子有机物或非溶解性聚合物在微生物胞外酶作用下，分解成小分子有机物，如蛋白质水解为短肽和氨基酸，多糖水解为单糖，脂肪水解为甘油和脂肪酸，这些小分子的水解产物能溶于水并能透过细胞膜被细菌所利用；（2）酸化阶段，产酸菌（发酵细菌）将第（1）阶段的小分子化合物在细胞内转化更简单的低级挥发性脂肪酸、醇、氢气、二氧化碳等，以乙酸所占比例最大；（3）产甲烷阶段：产甲烷细菌利用乙酸、氢气、二氧化碳、甲酸、甲醇等转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。（1）、（2）阶段不产甲烷，常合称为酸化阶段，其作用的细菌统称为产酸菌。与甲烷菌相比，产酸菌种类多、繁殖快，对环境条件变化不如甲烷菌敏感，可在pH5.0~10.0范围内生长繁殖，对温度和营养条件变化不十分敏感，而甲烷菌对环境条件要求比较苛刻，对pH变化非常敏感，其适宜生长的pH为6.5~7.8，实际运行中通常控制pH7.0~7.8，出水挥发酸浓度最好不超过200mg/L，最大不应超过1500mg/L。由于有机物水解和产酸速度比产甲烷速度快得多，产甲烷阶段是整个厌氧消化过程的限速阶段，当有机负荷过高时，甲烷菌来不及利用水解酸化产生的挥发酸，而新的物料却不断进入反应器，导致挥发酸不断积累，pH降低，硫化氢和氨也在积累，这些都对甲烷菌的活性有严重的抑制作用，这些产物的不断积累，最终导致甲烷菌一直处在高酸度以及高抑制物的恶劣生境中而难以进【作者简介】覃婵（1972-），女，工程师，广西大学轻工与食品工程学院在读硕士，从事环境污染治理与环境安全方面工作。回流搅拌对大型UASB酸化系统恢复运行的影响覃婵1,2，黄惠芳2（1.广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004；2.广西农垦局，广西南宁530022）【摘要】对酸化的UASB反应器，加碱调节pH对系统恢复运行基本不起作用。采用出水循环、回流搅拌的方式将使甲烷菌一直处于高浓度挥发酸抑制的状态，而采用相对静止的运行方式，可使甲烷菌在局部区域降低挥发酸浓度，使局部甲烷菌快速增长，产气速度不断增加，有利于酸化UASB的恢复运行。【关键词】回流搅拌；UASB；酸化；恢复运行；影响【中图分类号】X703【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2009)06－88－02广西轻工业GUANGXIJOURNALOFLIGHTINDUSTRY资源与环境2009年6月第6期（总第127期）88行正常的代谢。