UASB反应器处理含蛋白质废水颗粒污泥形成的研究

l2卷5期环境科学UASB反应器处理含蛋白质废水颗粒污泥形成的研究刘双江胡纪萃顾夏声(清华大学环境工程幕)籀饕含蛋白质虞术为基质，uAsB反应器内培葬颊粒污泥的试验结果表明，控制反应器出水pH在7．2—7．之间，出水丙酸藏度不超过500rag／L条拌下，污泥负荷大于0．6／kgCOD／kgVSS·d时反应器内形醯了颗粒污坭．MPN法计戥发酵性编茁、丙醛分解菌、丁酰分解菌、乙酸裂解产甲烷萄和甲酸，H：+CO产甲烷菌的数最，只有当各类群细菌数量选到一定求平井且有台适的比例时才能形成颗粒污掘，颗}立污泥醯熟后其组醯相对稳定．颗粒污泥同接种污琵相比，其最大比产甲烷活性提高较大，是细菌数量增加的缘故关麓调UASB反应器；蛋白质废水厌革处理；颢{盘污据；产甲烷细菌升流式厌氧污泥床反应器(简称UASB反应器)的运行效率与颗粒污泥的形成有密切关系．近10年来国内外研究表明，含低级脂肪酸或碳水化台物的有机废水都能培养出颗粒污泥，在两步厌氧消化工艺中的产甲烷相UASB反应器内也能形成颗粒污泥”．但是采用UASB工艺处理含蛋白质废水时，由于反应器内难于形成颗粒污泥，反应器不能高效、稳定运行．Schulze等人研究指出，oH和NH~'-N浓度是影响含蛋白质废水形或颗粒污泥的两个因素．迄今为止，有关含蛋白质废水培养颗粒污泥的条件还不十分请楚．为了研究这一问题，本研究选用台蛋白质量较高的豆制品废水为主要基质，研究了含蛋白质废水培养颗粒污泥的条件，并研究了颗粒污泥形成过程中不同类群细菌数量和活性的变化规律．分析讨论了含蛋白质废水培养颗粒污泥的特点．管加工而成，反应器总容积为3．2L，高84．5cm，内径7cm，沿反应器高度设有8个取样口，试验装置与工艺流程见匡1．圈1试验装置及工艺流程圈1．配球箱2，进水泵3．热交换器4．圬呢床区5．取样口6，最浮层区7．沉降区s冰封9．湿式气体菠量计一、材料与方法品废水钋。％工业(一)试验设备葡萄糖组成．豆制品废水取自北京豆制品六本试验所用UASB反应器为有机玻璃厂产生的黄浆水稀释而成，该废水参照工厂维普资讯http://www.cqvip.com·8·环境科学裹1豆铜品黄浆求和试验永样承蜃l2卷3期cl(m碱度g／L)200／l9—2．2ZOO／}．6-20}000—1500’新鲜黄浆水铡定值，I．包括抖加葡萄塘的GOD值．总出水GOD浓度和碱度配制，其主要指标见表L．从表L中可以看到，豆制品废水中NH：一N浓度和凯氏氮浓度相差较大，氮元素主要以有机氮形态存在．根据工厂的生产工艺和所用原料分析，废水中有机物以蛋白质和淀粉为主．表1中所列废水的蛋白质含量是依据蛋白质台氮量(16％)计算而来．为了保证反应嚣的稳定运行，进水中补加NaCO以保证其碱度在lOO0—1500mg／L(以CaCO，计)．(三)分析项目1．化学分析项目(1)COD重铬酸钾标准法测定；(2)pHpHS一2型酸度计和精密试纸；(3)NH一N饱和硼酸吸收法测定；(4)凯氏氯参照文献【6]；(5)有机酸的测定均采用SP一2305气相色谱仪。氢离子火焰检测器，定量删定采用外标法计算．2．不同类群细菌的数量和活性测定(1)细菌数量测定采用MPN法进行，三个重复．发酵性细菌、丙酸分解菌、丁酸分解菌、乙酸裂解产甲烷菌和利用甲酸SE摧自，H+Cq的产甲烷菌计数用培养基的配制、分装、灭菌和接种见文献【7】．(2)不同类群细菌活性的测定试验装置见文献[8]，分别以乙酸、丙酸和丁酸为底物，测定污泥的最大比产甲烷速率，用以评价污记中降解乙酸、丙酸和丁酸的细菌的活性．试验还以豆锘4品废水为底物测定了颗粒污泥形成过程中污泥活性的变化．二、结果与讨论(一)反应器的运行及颗粒污泥的形成1．反应器的运行过程反应器以北京苇沟养猪场厌氧消化污泥为接种污泥，接种量为10gVSS／L反应器，接种后第二天开始连续进料，通过控制进水浓度和逐渐缩短水力停留时间，慢慢提高反应器负荷，经过65天运行后，反应器负荷达l3kgCOD／m'·d，COD去除率为75％．自第65天后．反应器进水中不再补加10％工业葡萄糖，而完全以豆制品废水为基质，维持反应器的运行负荷在l2一L3kgCOD／m·d之间，其COD去除率仍能保持高于75％的水平．反应器运行过程见图2和图3．图2反应器运动过程中进、出水GOD及击除率的变他节器≥墨言苣图3反应器运行过程中负荷、HRT和VSS／TS比值的变化质^lmⅢ白一一一蛋m靳¨一毗氮^lⅢ憎h一扎竖一永日一装～黄样l口叩水项一制验一豆试维普资讯http://www.cqvip.com12卷{朝环境科学2反应器内颗粒污泥的形成当反应器运行到第弘天时取污泥观察，发现了直径I．0ram左右的颗粒污泥，此时反应器容积负荷为3．9kgCOD／·d，污泥负荷为0．67kgCOD／kgVSS·d