UASB反应器启动过程中的动力学参数K_2_王捷

第39卷第12期2006年12月天津大学学报JournalofTianjinUniversityVo.l39No.12Dec.2006UASB反应器启动过程中的动力学参数K′2*王捷,张宏伟,贾辉(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)摘要:上流式厌氧污泥床(UASB)反应器启动中的操作是运行控制最为关键的环节.为了给现场调试提供定量化的参数依据,研究基于UASB的完全混合模型和Eckenfelder一级反应动力学模型,引入可综合反映UASB内污泥浓度变化和微生物降解速率的动力学参数K′2,并推导出其关于温度的修正式.分别结合UASB处理低浓度有机废水的小试和中试初次启动试验,对K′2的物理意义及在启动阶段中的变化特点进行了分析.结果表明,K′2是一个表观UASB启动时不同负荷阶段工作状态的参数,通过对启动阶段K′2变化趋势的线性拟合得到斜率k可表明反应器内部活性微生物积累的快慢,并可借此来判别启动方法的优劣;根据设计水力停留时间和预期去除率得到的K′2可作为用以评价UASB启动是否成功的标志之一.关键词:上流式厌氧污泥床;启动过程;低浓度废水;动力学参数中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:0493-2137(2006)12-1405-06KineticParameterK′2intheStart-upProcessofUASBReactorWANGJie,ZHANGHong-wei,JIAHui(SchoolofEnvironmentScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Controllingstrategyinup-flowanaerobicsludgeblanket(UASB)start-upprocessisakeyaspectinoperation.Toprovidesomeparametersforoperationonsite,basedonEckenfelderequationandfullymixedmodel,akineticparameterK′2whichcangenerallyreflectthecharacteristicsofsludgeconcentrationandmicro-organismmetabolicvelocitywasintroducedinthisstudy.Additionally,thetemperature-modifiedequationofK′2wasdeduced.ThecharacteristicsandtrendsofK′2instart-upprocessesofalabscaleandapilotwerestu-died.TheresultsrevealedthatK′2representedtheperformanceofUASBatdifferentorganicloads.Alinearfit-tingmethodwasused,andtheslopeofthetrendlinereflectedthespeedofactivemicroorganismaccumulationinthereactor.Theslopecanberegardedasanindextoevaluatethestart-upstrategy.Accordingtodesignedhydraulicretentiontimeandexpectedremovalefficiency,K′2isasignofstart-upsuccessofUASBreactor.Keywords:up-flowanaerobicsludgeblanket;start-upprocess;lowconcentrationwastewater;kineticparame-ter上流式厌氧污泥床(up-flowanaerobicsludgeblan-ket,UASB)作为一种高效节能的处理工艺,在水处理领域发展非常迅速.由于厌氧微生物对环境条件要求苛刻,初期培养驯化较为困难,因此UASB的启动成为工程调试中的难点.国内外关于UASB启动的研究和经验已有很多[1—3],但现场调试很大程度上依赖于工程人员的经验,实际操作较难掌握.综合研究成果,UASB的启动成功可包括以下3个方面:形成一定的抗冲击负荷能力和缓冲能力;污泥床稳定,未出现出泥、跑泥现象;达到设计负荷和去除率.为了给现场操作提供量化的参数,在不同的水质条件和运转状况下制定相应的启动策略,使调试更易于掌握,笔者通过建立UASB处理低浓度废水反应动力学模型,推导找出动力学参数变化与UASB运行状*收稿日期:2006-03-22;