处理玉米淀粉废水污泥颗粒化机理研究_石宪奎

StudyonthemechanismofanaerobicsludgegranulationinUASBreactorfortreatingcornstarchwastewaterShiXiankui（HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology，Harbin150027，China）处理玉米淀粉废水污泥颗粒化机理研究石宪奎（黑龙江科技学院资源与环境工程系，黑龙江哈尔滨150027）［摘要］研究了处理玉米淀粉废水的UASB反应器中污泥颗粒化过程，发现了微生物微小絮团，建立了污泥颗粒化模型。试验结果说明：在保证生物活性的条件下，提供足够的污泥负荷及控制系统水力学条件，对初生颗粒的快速形成和长大起着关键性作用。［关键词］升流式厌氧污泥床；淀粉废水；颗粒污泥［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2008）11-0050-03Abstract：TheprocessofanaerobicsludgegranulationinUASBreactorfortreatingcornstarchwastewaterhasbeeninvestigated.Thestudyisuniqueinthatthetinybacterialflocculatingunitsareobservedandthemodelofsludgegranulationisestablished.Theresultsindicatesthatundertheconditionofensuringthebiologicalactivity，providingenoughsludgeloadandcontrollingthehydraulicconditionofthesystemhavethemostimportanteffectontherapidformationanddevelopmentoftheinitialgranules.Keywords：upflowanaerobicsludgebed；cornstarchwastewater；granulatedsludge［基金项目］2007年黑龙江省教育厅青年学术骨干支持计划项目（1152G036）自1976年荷兰Breda的CSM糖厂在6m3中试装置中发现颗粒污泥至今，世界各国有很多研究者致力于污泥颗粒化机理的研究〔1〕，但对触发污泥颗粒化的决定性机制尚未达成一致。到目前为止，大多数的研究结果是根据观察颗粒污泥培养过程中所出现的现象提出的假设，具有代表性的几种假说有：选择压理论〔2〕，结晶核理论〔3，4〕和生物膜形成的四阶段理论〔5〕，笔者以实际玉米淀粉废水为基质，对中试规模UASB反应器的运行规律进行了研究，目的是了解颗粒的产生、发展和成熟的过程规律，来解释试验运行过程的现象并找到加速这一过程和改善颗粒特性的技术手段，为工程的应用提供参考。1材料和方法1.1废水水质和接种污泥指标试验用水取自山东某玉米淀粉厂污水厂调节池，接种污泥取自城市污水处理厂中的消化污泥，水质及污泥主要指标见表1。1.2试验装置试验采用一个钢制UASB反应器，试验装置见图1，装置结构参数见表2，反应器设回流系统。产生的沼气先经5%的NaOH溶液吸收CO2后，用湿式气体流量计计量，试验系统处在30℃的环境中。气体放散沼气流量计水封出水反应器原水回流槽配水槽图1试验装置表1水质及污泥主要指标污水指标COD/（mg·L-1）BOD5/（mg·L-1）SS/（mg·L-1）温度/℃pH5000～70003000～5500480～1200305.5污泥指标比产甲烷活性/（kg·kg-1·d-1）VSS/SS/%含水率/%VSS接种量/（kg·m-3）形态0.140.517310絮状第28卷第11期2008年11月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．28No．11Dec．，2008501.3分析项目及方法BOD5：稀释和接种法；COD：重铬酸钾标准法；SS及VSS：标准重量法；pH：pH-2型酸度计和精密试纸；温度：普通水银温度计；颗粒粒径：筛分法；SEM镜检：颗粒污泥经2%戊二醛磷酸缓冲溶液固定4h，再用磷酸缓冲液冲洗3次，脱水后在临界点干燥，喷金后用FEI-QUANTA200型电子扫描显微镜观察，扫描电压15KV。2结果与讨论2.1反应器的运行效果污泥活性恢复期采用间歇进水，进水COD3500mg/L，污泥生物适应基质后，开始缩短进水间歇时间直至连续进水，逐步提高反应器容积负荷，当COD去除率达80%以上时，每次提负荷幅度为污泥活性SMA的60%~70%，直至达到稳定运行，连续进水后利用回流维持水力负荷不低于0.1m/h，当进水负荷达到0.1m