UASB反应器中颗粒污泥形成的影响因素_张丽杰

2001年8月云南化工Aug.2001第28卷第4期YunnanChemicalTechnologyVol.28,No4·专论与综述·UASB反应器中颗粒污泥形成的影响因素张丽杰,陈建中(昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093)摘要:综述了UASB反应器中颗粒污泥形成的影响因素,包括环境因素、废水特征及操作条件,并就这一研究提出了其新的发展方向。关键词:UASB;颗粒污泥;影响因素;发展中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1004-275X(2001)04-0011-03InfluenceFactorsofSludgeGranulationinUASBZHANGLi-jie,CHENJian-zhong(KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650093,China)Abstract:InfluncefactorsofsludegranulationinUASB,includingenvironment,charactersofsewageandcondi-tionsofoperationweresummerized.Thenewtrendsinthefieldwerepoimtedout.Keywords:UASB;granulationsludge;influencefactors;development1前言废水的厌氧处理是把废水处理和能源回收相结合,且成本低廉的一种水处理技术。20世纪40年代以来,厌氧处理技术得到了较大的发展,而达到突破性进展的是1970s荷兰Lettinga开发的升流式厌氧污泥床(UpFlowAnaerobicSludgeBed,简称UASB)工艺。UASB工艺具有可处理多种高浓度工业废水与生活污水、水力停留时间短、剩余污泥量少、运行稳定、耐负荷冲击等优点。但是UASB反应器高效、稳定的运行要依赖于反应器内形成颗粒污泥,因而,反应器内污泥颗粒化是整个反应器成功启动的关键。本文综述了对影响污泥颗粒化的因素的研究,希望为反应器污泥颗粒化深入的研究提供一个详细的参考。2污泥颗粒化的影响因素污泥颗粒化是一个较为复杂的过程,其形成机理目前还不十分清楚。不过,这一过程是受到多种因素影响的,归结起来,大致分为:环境因素、废水特征及操作因素等几个方面。现分述如下:2.1环境因素2.1.1温度废水的厌氧处理主要依靠水中微生物的生命活动来达到处理的目的,不同的微生物生长需要不同的温度范围,根据反应器内微生物的这一特性,通常将反应器划分为低温(16～25℃)UASB反应器、中温(30～40℃)UASB反应器、及高温(50～60℃)UASB反应器。低温UASB反应器的启动研究较少,却是今后研究方向之一[8]。经试验证实[9],低温下采用UASB反应器可对污泥进行连续厌氧处理,并使废水得到净化。整个系统运行稳定可靠,70d后形成颗粒污泥,COD去除率大于80%。此外,在使用颗粒污泥低温下驯化后处理低浓度制药废水的实验中[8],同样取得了较好的效果,COD去除率达到90%左右。中温UASB反应器的启动研究报道较多[4,5,6],温度范围一般控制在35±1℃,在其他条件适当的情况下,经1～3个月均可成功地培养出颗粒污泥。高温UASB反应器较中温、低温UASB反应器有较高的负荷、较低的水力停留时间,这是非常有吸引力的研究方向。高温UASB反应器通常用于废水出水温度较高的情况,由于高温下NH3与某些化合物混合毒性会增加,而导致其应用上有一定的限制。目前在处理制浆废水、海产加工废水、豆酱生产废水中都取得了良好的处理效果[7]。2.1.2pH值及pH缓冲能力pH值是厌氧处理的又一个重要因素。厌氧过程中,水解菌与产酸菌对pH有较大的适应范围,而甲烷菌则对pH值比较敏感,适宜它的生长范围是6.5～7.8。若反应器内废水pH值超过这个范围,会引起由于甲烷菌受到抑制而出现的酸积累等问题,因而甲烷菌的这一特性也就决定了反应器内反应区所应控制的pH值范围。反应器内乙酸的形成是对pH值影响最大的一个因素。不同特性的废水进入反应器后对pH值的影响也不同,例如含碳水化合物的废水会引起pH值的降低,而含大量蛋白质和氨基酸的废水则会造成pH值上升。因而,进液时废水可有不同的pH值,关键是保证进液后pH值的稳定,使废水有一定的缓冲能力,防止酸积累对甲烷菌产生毒性影响。在操作过程中出水回流不仅在反应器启动阶段提供反应器一定的水力负荷,且由于出水碱度高于进水碱度,可增加废水的缓冲能力,减少化学物质的添加[12];不过,更多地是采用向废水中添加化学药品如Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2、NaHCO3等碱性物质,以在废水中形成碳酸氢盐缓冲系统,保证系统pH值的稳定。但是在投加化学药品时,要