生产实践中厌氧颗粒污泥品质评价参数的研究及其实际应用

第8期刘永红等:生产实践中厌氧颗粒污泥品质评价参数的研究及其实际应用表3实验室颗粒污泥样品强度的测试结果Table3Testresultsofmechanicalstrengthofsludgegranulesfrompilot2scalereactors污泥来源小试UASB小试EGSB小试EGSB小试EGSB小试EGSB泥样编号1#2#3#4#5#反应器运行时间长期稳定运行低pH下长期运行低pH下长期运行低pH下长期运行高负荷稳定运行运行负荷(kgCOD/m3·d)8661532强度(kPa)12.514184832Hulshoff[19]采用颗粒污泥强度的抗压实验装置实测出多种小试反应器内颗粒污泥强度约为10kPa,生产性UASB反应器内颗粒污泥强度为26～151kPa。其测定结果与表2和表3的测定结果基本相符。从小试与生产性反应装置颗粒污泥强度的对比中可以非常明显地看到,颗粒污泥强度的大小与反应器的规模之间有着密切的联系,实验室研究与工业装置的情况区别很大,优质颗粒污泥的来源应主要来自工业规模、高负荷条件下运行的反应器。这为我们今后的研究工作提供了有益的启示。3.4厌氧颗粒污泥悬浮床反应器中污泥的活性与泥量在高负荷条件下厌氧反应器要稳定运行必须保证颗粒污泥的总体活性。厌氧悬浮床反应器中颗粒污泥总量与污泥活性的变化见表4所示[20]。表4不同运行阶段厌氧悬浮床反应器颗粒污泥总量与污泥活性的变化Table4DynamicmovementoftotalquantityandSMAofsludgeduringdifferentperiods时间污泥量(t)容积负荷(kgCOD/(m3·d))污泥活性(kgCODCH4/(kgVSS·d))第1月1.38～10-第4月8.626.00.54第8月18.940.20.99从表4中可以看到,接种后颗粒污泥总量稳步增长,从总量113t增长到1819t,增长了十几倍。该反应器运行到8个月时内部污泥浓度高达67g/L,根据同期的COD处理量,污泥的增长率大约为COD总量的119%。可喜的是污泥的品质也得到改善,接种用的颗粒污泥来自UASB反应器,其活性不是很高。在该反应器特有的水力条件和稳定的运行条件下,经过半年多的时间污泥的活性增加接近110kgCODCH4/(kgVSS·d)。无论从污泥量和污泥活性的角度看,该反应器能够把污泥活性提高到较高水平从而为反应器的高负荷稳定运行提供了保证。3.5反应器最佳水力负荷的确定通过理论分析和实验研究,我们建立了高效厌氧颗粒污泥反应器的膨胀率的计算模型[21],该模型表达式如下:η=elnuut4.4Ret-0.1-0.41-elnuut4.4Ret-0.1×100%式中:η—厌氧颗粒污泥床膨胀率;ut—颗粒污泥沉降速度,m/h;u—颗粒相对于液体的运动速度,即液体表面上升流速Vup,m/h;Ret—颗粒污泥的终端雷诺数,无因次。工业生产过程中,对高效厌氧反应器中颗粒污泥的粒径分布与密度、废水密度与粘度等物理参数进行监测较为简单和普遍,应用上式就可确定当时反应器适宜的液体上流速度;或在反应器设计中根据颗粒污泥有关物理参数结合该类反应器的经验来确定反应器适宜的污泥接种量,指导反应器启动、运行等生产过程[22]。4结论通过对多种不同来源的颗粒污泥特性的研究,本文以与反应器快速启动与稳定运行状况关系密切且测定方法简便易行、参数之间尽可能相互独立为标准,筛选建立了一组适宜在生产实践中运用厌氧颗粒污泥品质评价参数并规范了其测定方法。该参数体系不仅能够较好地鉴定和分析工业厌氧颗粒污泥的品质,而且还可通过颗粒污泥样品品质参数的分析来确定、调整反应器各种操作运行参数以指导高效厌氧反应器的生产过程。当然,由于厌氧颗粒污泥品质的优劣涉及的因素很多,包括废水种类、温度、有机负荷和水力负荷等等因素,这些因素可能单独起作用,但很多情况下都是彼此之间相互作用从而对颗粒污泥的品质产生影响。故此项研究工作需要进一步的深入和完善,3371环境工程学报第4卷如进行厌氧颗粒污泥指标体系参数之间的相关性分析研究以及进一步明确指标体系参数建议的范围,以便更好地指导工程实践。参考文献[1]AlphenaarA.AnaerobicGranularSludge:CharacterizationandFactorsAffectingItsFunctioning.PHDThesis.TheNetherlands:WAH,1989[2]LagunaA.,OuattaraA.,GonzalezR.O.etal.,Asimpleandlowcosttechniquefordeterminingthegranulometryofupflowanaerobicsludgeblanketreactorsludge.W