水力负荷与污泥负荷对污泥颗粒化过程的影响_石宪奎

目前，国内玉米淀粉废水一般都采用厌氧和好氧系统处理[1]，厌氧单元主要是UASB技术，其运行规律是废水从反应器底部分布后上升经过污泥层被生物降解产生沼气，沼气经三相分离器收集后导出利用。由于影响生物驯化和生长的因素较多，在工程上经常出现反应器启动时间长和运行不稳定等问题，而关于UASB反应器的研究几乎都是在实验室人工配水条件下进行的，其结论不能有效地指导实践，因此本文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，以求认识和解决实际工程中存在的问题。1实验部分1.1废水水质试验用水取自山东某玉米淀粉厂污水厂调节池，水质指标为：COD5000～7000mg/L；BOD53000～5500mg/L；SS480～1200mg/L；温度30℃；pH5.5。1.2接种污泥接种污泥取自城市污水处理厂中的絮状硝化污泥，污泥主要指标为：最大比产甲烷活性为0.14kgCOD/kgVSS·d；VSS/SS为0.51；含水率为73%；接种污泥量为10kgVSS/m3。1.3试验装置试验采用两个结构相同的钢制UASB反应器，实验装置系统见图1，装置结构参数见表1，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。1.4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测量；温度：普通水银温度计；污泥活性SMA：史氏发酵法；颗粒粒径：筛分法。1.5对比试验方案高度(m)高径比高度(m)0.26.231:10.2040.20.3反应区内径(m)沉淀区总体积(m3)体积(m3)0.0090.213体积(m3)内径(m)表1UASB反应器的结构参数Table1StructureparameterofUASBreactor水力负荷与污泥负荷对污泥颗粒化过程的影响石宪奎，樊秀芹（黑龙江科技学院资源与环境工程系，黑龙江哈尔滨150027）摘要:本文通过两个反应器不同运行方式的对比研究,分析了UASB反应器污泥颗粒化规律。试验结果表明:控制水力负荷与污泥负荷能够促进污泥的颗粒化,缩短反应器的启动时间。关键词:UASB;淀粉废水;污泥颗粒中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-3770(2007)03-011-03收稿日期：2006-03-31基金项目：黑龙江省教育厅科技基金资助项目(10531144)作者简介：石宪奎（1967-），男，博士，副教授，主要从事废水厌氧生物处理；联系电话：13766811267；E-mail：shxk2002@yahoo.com.cn。图1试验装置系统图Fig.1Schematicofexperimentaldevice第33卷第3期2007年3月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.33No.3Mar.,200711DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2007.03.0031号反应器模拟工程UASB的启动方法：污泥活性恢复期采用间歇进水，进水浓度在3500mg/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，每次提高的负荷幅度为0.3kgCOD/m3·d左右，并稳定1～2d，不监测污泥活性指标，只监测出水SS及COD去除率。2号反应器的试验方法为：污泥活性恢复期同1号反应器，连续进水后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0.1m3/m2·h，当进水负荷达到0.1m3/m2·h后，回流停止，每周监测污泥活性指标，同时监测出水SS及产气量。2结果与讨论2.1反应器的运行效果1号反应器共运行60d，启动前进水经清水稀释，COD浓度控制在3500mg/L并投加碳酸钠调节进水pH至6.5～7.0，温度保持在30～33℃；污泥投加完毕后，投加稀释后的淀粉废水浸泡进行循环。图2为1号反应器对COD的处理效果，图3反映了1号反应器的容积负荷VLR及水力停留时间HRT的变化。第3d开始连续进水，为防止污泥流失停止了循环，进水COD浓度2465～3080mg/L，启动负荷为0.5kgCOD/m3·d。这里采用较长的HRT可以避免水力负荷过大把污泥冲出反应器，反应器启动运行到第7d，出水COD去除率达到了80%以上，出水COD浓度从2210mg/L降到704mg/L，由于HRT值较高，因此出水清澈。按此方法稳定运行到第20d时，去除率在一周内从90%逐渐降到60%，出现跑泥现象，取样观察发现沉降性很差，于是将容积负荷由2kgCOD/m3·d降到1kgCOD/m3·d，两周后去除率才恢复到80%。于是再逐渐提高负荷，运行第41d从反应