升流式厌氧污泥床二次启动试验研究_孙文章

收稿日期:2005-09-13基金项目:辽宁省自然科学基金(20022007)作者简介:孙文章(1981-),男,硕士,主要从事水处理理论与技术研究.文章编号:1671-2021(2006)03-0466-04升流式厌氧污泥床二次启动试验研究孙文章1,傅金祥1,王巨才2,张立成1,宋奇1,李璐1(1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168;2.阜新市引白工作办公室,辽宁阜新123000)摘要:目的将已经停运3个月的升流式厌氧污泥床二次启动,研究了二次启动过程及各个运行参数的影响,为实际应用提供科学方法和实验依据.方法采用动态连续进水,调节适当的pH值、碱度,逐步提高负荷,控制水浴保温35±1℃,研究UASB反应器二次启动过程.结果经过42d的运行,完成了反应器二次启动,此时COD质量浓度为10120mg/L,COD容积负荷达到19.4kg/(m3·d),COD去除率高达84.7%,沼气产量高达每去除1kgCOD产生0.44m3.结论控制启动过程中各种运行参数,可以在短期内恢复到最大负荷,完成二次启动过程.关键词:升流式厌氧污泥床;二次启动;碱度;沼气中图分类号:TU991.2文献标识码:A升流式厌氧污泥床是近年来应用最为广泛的高效厌氧反应器.具有容积负荷率高、水力停留时间短、能耗低、成本低、能形成高活性的厌氧颗粒污泥等优点[1].在国外,该工艺广泛的应用于食品加工,糖类废水,罐头制品的加工废水等高浓度有机废水[2],都取得了较好的效果.该工艺用于我国处理高浓度污水,符合国民经济、社会发展和环境保护的要求,对于节约土地资源,开发利用污水资源,降低污水处理工程造价及运行费用,具有重大意义,也将产生重大的社会、经济和环境效益.本实验是在升流式厌氧污泥床停运3个月的基础上二次启动,此前该反应器完成过污泥颗粒化并且稳定运行数月,最大COD容积负荷为18.8kg/(m3·d),COD最高为9100mg/L,由于跑泥,造成运行闲置.在启动过的基础上,二次启动,启动时间短,启动初期负荷高,本研究侧重于为该反应器的二次启动提供实验依据和科学方法.1实验方法1.1实验装置实验装置如图1.实验用UASB反应器采用内径为90mm有机玻璃圆柱,高2.36m,总容积15L,有效容积12L.反应器12以下高度采用水浴加热,用温控继电器和加热棒控制水浴恒温35℃.废水经计量泵由底部进入UASB反应器,在顶部溢流出水,产气经水封瓶脱硫后,由湿式气体流量计计量产气量.图1试验装置1.2实验原水实验用水采用模拟高浓度有机废水,并按一2006年05月第22卷第3期沈阳建筑大学学报(自然科学版)JournalofShenyangJianzhuUniversity(NaturalScience)May2006Vol.22,No.3定比例加入尿素和磷酸二氢钾,同时加入一定量的微量元素(见表1).表1模拟废水配料表母液/(g·L-1)微量元素营养液/(mg·L-1)葡萄糖80ZnCl25000尿素14(NH4)Mo7O24·4H2O5000KH2PO41.6AlCl35000MgSO4·7H2O4CuCl25000FeSO4·7H2O1HBO35000CaCl2(无水)1.5CoCl2·6H2O5000NiCl25000MnSO4·H2O50000根据进水COD浓度取一定量的母液进行稀释,同时按照0.1ml/gCOD加入微量元素营养液,用NaHCO3调节碱度.1.3实验步骤反应器内原有污泥12L,此时污泥床区悬浮固体SS=13.5g/L,挥发性悬浮固体VSS=9.2g/L.原来运行过程中反应器内大的污泥颗粒几乎全部解体,从取样口取出部分污泥,可以见到微小颗粒,粒径0.3～0.5mm之间.UASB反应器初始进水COD浓度约为4000mg/L,HRT为15.8h,在产气量较稳定且COD去除率>80%,挥发酸低于400mg/L时提高反应器负荷,每次提高COD500～1000mg/L.通过调节计量泵控制进水量控制整个启动期间液体上升流速.1.4分析项目COD测定采用HH-5型化学耗氧测定仪;pH采用TPX-90ipH计;碱度采用溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法,结果以CaCO3mg/L计;挥发性脂肪酸VFA采用蒸馏法;SS和VSS采用标准值质量法;气体产量采用湿式气体流量计计量.2结果与讨论2.1有机负荷与处理效果有机负荷是厌氧反应器运行的重要参数,有机负荷过高是造成反应器酸化的直接原因.容积负荷与COD去除率随时间的变化过程如图2所示.由图可见,COD去除率总体上是逐步增长的.在前7d的时间里,容积负荷都控制在7.4～8kg/(m3·d)之间,此时进水COD负荷约为4000mg/L.前2d去除率不到40%,第3d突跃性上升到72.1%,直到80%以上.这说明曾经培养过的