二相UASB反应器的启动_王子波

第19卷第1期华侨大学学报(自然科学版)Vol.19No.11998年1月JournalofHuaqiaoUniversity(NaturalScience)Jan.1998二相UASB反应器的启动王子波①杨玉杰②孙剑辉②(①华侨大学环境保护研究所,泉州362011;②河南师范大学化学系,新乡453002)摘要对二相UASB反应器的启动进行了研究.实验表明,以面粉为基质,并在其中加营养物和微量元素,反应器运行60d,酸化相、甲烷相培养出颗粒污泥.系统对负荷的冲击有较强的耐受能力,二相UASB反应器启动成功.关键词二相UASB反应器,颗粒污泥,启动分类号X703二相UASB反应器的工艺特点,就是将有机物的酸化和甲烷化过程分别定向在酸化相反应器和甲烷相反应器中进行,使各自获得最佳的生殖和工作条件,以其发挥最佳的效能和作用.本实验以草浆黑液为处理对象,对二相UASB反应器的起动进行了初步研究,为工程中实际应用提供参考依据.1实验装置二相UASB反应器用有机玻璃制成,酸化相为不带三相分离器的升流式反应器,体积为8.87L;甲烷相为升流式厌氧污泥床,体积为28.75L.两个反应器均置于同一恒温箱内,温度控制在(35.5±1)℃.试验工艺流程如附图所示.附图试验工艺流程本文1997-09-15收到;河南省自然科学基金资助项目2试验方法和结果取某化纤厂氧化塘的污泥,直接装入UASB反应器内,逐步升温至(35.5±1)℃时停止,利用温控仪恒定温度,第二天酸化相和甲烷相.反应器开始有少量气体产生.6d后将自然酸化至pH为7.2的黑液稀释并加葡萄糖,使每升废液含1g葡萄糖.同时,在进水中加尿素和磷酸二氢钾使COD∶N∶P=200∶5∶1〔1〕,及适量Ca〔2〕和Zn,Ni,Co,Fe微量元素〔3〕.启动初期,反应器承受的有机负荷较低,对进水pH要求较严,因此采用间歇进水方式,这可使原水中酸和酸化相产生的有机酸最大限度地在甲烷相被利用.并且,进料对污泥的水力冲击起到了间歇缓慢搅拌的作用,厌氧污泥培养与驯化结果如表1所示.表中t为运行时间,Q为进水流量,So为酸化相进水COD浓度,S为甲烷相出水COD浓度,E为二相UASB反应器COD去除率,I为产气率,表中数据均为平均值.表1厌氧污泥培养与驯化试验结果t/dQ/L·d-1So/mg·L-1S/mg·L-1E/(%)I/L·g-11～5—————6～112.501215.581050.6713.57—12～188.171612.95511.9568.260.6019～2515.343643.061194.6367.210.2926～3124.504202.871613.5561.610.24经过30d的培养,日均产气量、产气率和COD去除率较低,酸化相、甲烷相污泥颗粒化成度差.试验结果说明,厌氧污泥的培养与驯化不宜用黑液加少量葡萄糖的混合废液作基质.用纯葡萄糖作基质培养甲烷菌成本较高,黑液加少量葡萄糖的混合废液作基质效果又不理想.因此改用面粉作基质,每升水加5g面粉搅匀,放置2～3d使其发酵.然后加营养元素、微量元素于发酵液中(物质及比例同上).实验表明,反应器日均产气量、产气率及COD去除率提高较快,污泥的培养与驯化效果较好.试验结果见表2,表中数据均为平均值.表2厌氧污泥培养与驯化试验结果t/dQ/L·d-1So/mg·L-1S/mg·L-1E/(%)I/L·g-11～10403976.52876.3477.960.2711～21575884.711461.6875.160.3022～30456450.412287.5164.540.4931～36566527.152190.2366.440.3737～45486322.421223.5080.650.3946～51626211.15980.3184.220.5152～58618623.361025.0188.110.47二相UASB反应器运行到第58天,酸化相、甲烷相污泥颗粒化程度较好.酸化相颗粒污泥呈黑亮色、不规则球形,平均粒径约在2.0～4.0mm之间,甲烷相污泥颗粒较酸化相小些.83第1期王子波等:二相UASB反应器的启动最后阶段产气率接近0.5L·g-1,甲烷相消化液pH在7.4上下波动,VFA浓度在200mg·L-1,以CaCO3计的总碱度在2000mg·L-1左右,污泥已基本驯化成熟.3结论自然状态下生污泥装入二相UASB反应器内逐步升温至(35.5±1)℃时恒定.用面粉作基质,每升水加5g面粉搅匀放置2～3d使其发酵,加营养元素、微量元素及适量Ca于发酵液里.反应器运行60d,最后阶段COD去除率达88.0%,产气率在0.5L·g-1上下波动,酸化相、甲烷相污泥颗粒化程度较好,污泥驯化成熟,二相UASB反应器启动完成.参考文献1申立