投加颗粒活性炭加快UASB反应器内颗粒化进程的研究_周律

述评与讨论投加颗粒活性炭加快UASB反应器内颗粒化进程的研究周律(清华大学)王宝泉于泮池(西安建筑科技大学)1引言厌氧生物处理工艺在处理有机废水中广泛采用。其中升流式污泥床(UASB)反应器主要优点是系统内不必设有支承物,可以截留大量活性污泥,这就要求被截留的污泥应具有良好的沉降特性。一般对于颗粒化的污泥SVI值应<20mL/g、絮状污泥SVI值应<40mL/g。当絮体状污泥和分散状生物开始聚集形成球体状并具有良好的结构特性和强度特性时,对提高反应器内污泥浓度和提高处理水的表面负荷都可见调节之迅速;当流量增大时,流动电流混凝控制回路迅速地检测到变化值同时作出调整,使投药泵频率增大以追加投药量。由此可见串级调节系统不仅具有简单控制系统的控制特性,而且在其基础上又增加了一个控制回路,形图2串级系统调节曲线图成特有的控制功能。串级调节系统的控制目标值就是沉淀后水的浊度值。对于一些水厂因季节性的或是其它缘故而要求改变沉淀后水浊度值时,串级调节的这种功能显得更加重要,因而对目标值变化时的系统调节做了生产实验,见图2。从图2中可以看出,目标浊度设定值从6.5度一次调整到5.0度,系统经过2.5h左右就完成了这一目标值的调节,而且调节曲线平滑,控制出水性能稳定。表2串级调节目标值变化时的系统稳定时间表目标值-沉淀后水浊度调整幅流动电流设定值变化幅度(mA)系统稳定时间(h)度(度)均值方差均值方差0.2-0.50.400.131.200.360.7-1.00.650.351.920.411.2-2.00.910.332.650.39表2给出的是目标值——沉淀后水浊度时的调节时间,可以看出沉淀后水浊度调整值的大小直接影响到调节的时间和速度,但调节的时间都不超过3.0h。这与简单控制系统中设定值的漂移速度(需数日调整一次)相比,调速度还是足够的。还应指出,系统目标值(沉淀后水浊度)的调整应在工艺性能所能达到的范围,也即不能超过工艺系统的极限值,否则这样的调整将失去意义。作者简介:杨万东哈尔滨建筑大学市政与环境工程系博士后通讯处:150008哈尔滨建筑大学新区805#16中国给水排水1996Vol.12No.5起到很重要的作用。目前UASB反应器形成颗粒污泥的启动时间常需3～6个月,有时甚至长达一年,技术条件或措施要求也较高,故在使用过程中产生很大的障碍。本试验研究提供了投加颗粒活性炭加快UASB反应器污泥颗粒化进程,缩短了启动时间,并对其机理进行了讨论。2试验工作的思想颗粒污泥的形成是由许多外界条件所决定的,但在其它条件相同时人为促进会起到加快颗粒化的进程。在UASB反应器接种初期,由于厌氧污泥和微生物处于新的环境,使得污泥呈松散结构,大量的微生物处于悬浮状态,废水排放会将悬浮状污泥和一些利于形成颗粒污泥的菌群带出系统,造成污泥流失,对于短期内污泥颗粒化进程将产生重大影响,延长了启动周期。采用回流污泥的方式防止启动初期污泥过多流失,但收效不明显,因为出水中仍有部分“有效”微生物被带出反应器。因此在UASB反应器启动初期,首先应避免“有效”菌种过多流失,其次利用反应器或人工条件进行菌群的筛选。另一方面,从目前的认识和实践,颗粒化进程中如有惰性核心的存在会利于污泥的颗粒化。基于以上两点,在试验中采用投加颗粒活性炭作为启动反应器加快颗粒化的手段。3试验方法试验设备为两个相同的有机玻璃UASB反应器,总容积分别为10.4L,有效容积6.5L。将反应器安装在人工制成的恒温箱中,温度控制在3.5±1℃,试验系统如图1所示。用葡萄糖配制成人工废水,接种污泥采用西安污水处理厂中温消化池污泥,其MLSS为59.64g/L,MLVSS为12.05g/L。活性炭采用市售颗粒活性炭,粒径0.43～0.5mm。二个UASB反应器在相同的环境条件下进行操作,反应器A投加颗粒活性炭300mL,B不投加,反应器A和B各加入消化污泥3.2L,使有效容积中污泥浓度均为5.9gVSS/L。反应器A的第一周运行方式采用出水100%回流,以防止运行初期活性炭过多地流失,并在驯化污泥的同时增加活性炭与微生物充分接触的机会,产生对微生物的最大吸附;反应器B的运行第一周主要是适应驯化期。这一周进水COD控制在1000mg/L,进水量为2L/d,间歇进水。图1小型试验系统示意图从第二周开始两个反应器按同一操作流程运行。1.进水箱2.水封3.UASB反应器4.蓄水箱5.保温箱进水量和有机负荷的提高以COD去除率>80%、出水挥发酸(VFA)<500mg/L为标准。进水COD浓度按1000、1500、2200、3000、5000、6500mg/L进行配比。4试验结果与分析图2反应器A运行时间与COD去除率、产气量、有机负荷、VFA的关系171996Vol.12No.5中国给水排水4.1反应器A经过