固定化细胞处理有机废水研究_郑耀通

第8卷Vol.8第3期NO.3污染防治技术PollutionControlTeehnoloyg9195年9月SePt9915固定化细胞处理有机废水研究郑耀通(福建农业大学地理系,福州350002)摘要研究了以康价材料PVA为主要原朴的混合载体法固定污泥处理有机废水的关健性包理技术条件,解决了姑碍固定化细胞在皮水处理领域推广应用所面临的制备成球难、活性丧失大、发胀钻连和上浮等问题,并以l升UASB反应落启动试脸证明了污泥经包理后可防止流失,使厌瓦消化器快速启动,提高产气率、甲烷含蚤,运行过程工艺参数的稳定性。关键词聚白烯醉(PVA)UABS启动固定化条件废水生物处理在能源短缺昂贵,土地价格猛增,剩余污泥处理费用越来越高的今天,废水厌氧生物处理因其能将污染有机物转变成使用方便的沼气能,工艺能耗低,污泥生成量少等突出优点而受到关注。但因产甲烷菌增殖慢而使消化器启动时间长,运行过程欠稳定,有时因污泥流失而无法在反应器内持留高浓度的生物量而影响废水处理效果。解决污泥流失及启动时间长的有效方法是将污泥固定化川,固定化细胞处理废水更因其生物量高,处理效率高,占地面积少,产污泥量少及运行过程稳定的优点而成为当今废水处理新工艺,然而由于厌氧消化的特殊性,此工艺目前还存在着包埋颗粒易破碎,发胀、粘连上浮,活性丧失大等妨碍固定化细胞在废水处理领域大规模应用的缺陷。因此寻找优良包埋剂,确定最优化包埋条件,解决上述间题是使固定化细胞技术早日在废水处理领域得到广泛应用的基础.本文进行了PVA添加其他添加剂的混合载体包埋污泥处理高浓度有机废水研究。材料与方法污泥本校内养鱼塘污泥经人工废水培养驯化后作为包埋用污泥。废水以蔗糖为碳源配制,COD30000mg/l,pH7.0左右,根据需要稀释。固定化方法将混合载体组分溶化后拌入离心污泥,压入饱和硼酸中,室温凝固2h4。试验方法批量试验在60ml血清瓶中加入2g包埋颗粒和25ml废水(COD为20000mg/L),铝盖加封,连续运行试验在小型UASB中进行。理化指标测定COD、S按污染源统一监测方法测定,vFA、TA分别按经典比色法、滴定法测定。气体成分用loZG气相色谱热导池测定,N:为载气,CxDl04担体,外标法定量。(收稿日期1995一04一27)郑熠通讲师硕士在国内多篇论文发表一132一郑耀通固定化细胞处理有机废水研究2结果与分析通透性和固定化细胞活性,还可同510:形成CaO、510:胶进一步提高颗粒在运行过程中的稳定性L`]。在添加海藻酸钠、5102的基础上添加CaCO3试验结果以添加0.5%CaCO:对产CH`作用最好,同时颗粒物理性能也提高。载体中的CaCO:还可作为pH缓冲剂防止在有机物降解过程中因酸积累导致pH下降并使产甲烷菌增殖受到抑制。pH上升,包埋颗粒的扩散系数也提高,有利于基质的通透川。.0.0.0.0.0ǎ娜眯加\10已已),忿O汇麟彩.21PVA包埋基本条件确定PvA因其无毒、抗微生物分解、强度高价格低等优点而广泛用作微生物包埋剂川.影响PvA包埋的因素主要有浓度、污泥含量和凝固时间。试验发现PVA在?.5%~10%时较易制备,5%、9%~10%PVA包埋后产CH;低而6肠~8%产CH.活性高,包埋强度随PvA增加而提高。以制备难易、包埋强度和活性综合考虑取PVAS%为宜.对污泥量而言,20%包埋后产CH。最高,但考虑到成本及连续运行细胞会增殖,且污泥浓度过高制备困难易破碎等原因。另外Tarmpealr]报导,细胞浓度提高颗粒的含水量就降低,营养基质及气体扩散效率就会变差。因此取污泥量巧肠为宜。凝固时间主要影响强度,以省时和强度考虑,凝固时间24小时为好。.22PvA混合载体组成确定2.2.1改善成球性能与防止颗粒间相互粘连球状颗粒具有与废水底物接触面积大,承受内外压力大及不易因碰撞而破碎等优点。然而PVA凝胶存在着难以制成球状颗粒或成球难以控制的缺点.据报导PvA中加入多糖可改善成球性能[’l。试验发现加入少量海藻酸钠(这时凝固液硼酸中加入2%caCI:)不仅使成球容易和减少粘连,而且也提高活性,但过高海藻酸钠加入对产CH.有影响。.2.22提高包埋颗粒机械强度和传质性能.2.2.21添加510:粉末有机污染物厌氧降解要产生大量的CH;、CO:等气体,这首先要求包埋颗粒要有足够的强度以承受气体产生的压力。硅胶因具高表面积和多孔性而广泛用作微生物包埋剂及添加剂151。添加510:粉末结果表明加入4肠510:可使比重由对照的1.029/em3升到1.0529/cm:,同时也使强度、活性提高,添加510:对产CH;作用见图1,由图可知随510:量的增加其活性增加不出现正相关性,而且制备也变得困难。加入6%510:已不易制备,颗粒表面易裂开而使部分污泥泄漏,因此一般控制510:,添加量