好氧逆流化床生物反应器启动方案的研究

•第十一届全球华人化工学者研讨会•DOI:10.15961/j.jsuese.201900401好氧逆流化床生物反应器启动方案的研究祝京旭1,2，孟达1，张亚文1，邵媛媛1,3*(1.天津大学化工学院，天津300072；2.西安大略大学化学与生化工程系，加拿大安大略省伦敦N6A5B9；3.天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津300072)摘要:逆流化床作为一种新型的污水处理生物反应器在近年来得到了广泛关注。然而，对于应用于好氧污水生物处理的逆流化床反应器，快速有效的启动方法的研究尚未见相关报道。作者旨在探究好氧逆流化床生物膜反应器（AIFB）启动过程中操作模式和操作条件对于微生物膜形成和反应器处理效率的影响，并最终建立一个优化的快速启动方案。对聚乙烯颗粒（PE）进行了活性炭包覆，得到活性炭包覆颗粒（PEC）作为微生物载体，以启动过程中挥发性悬浮固体浓度（VSS）、附着挥发性固体浓度（AVS）、进出水化学需氧量（COD）、反应器有机负荷（OLR）作为主要标准以评价生物膜生长特性和反应器处理性能，依次研究了3种不同的启动方案且对有效的启动方案进一步进行了优化。实验发现：32d的间歇培养启动方案和15d的固定水力停留时间（HRT）为72h的连续进水启动方案均获得了很低的生物膜浓度（AVS<50mg/L）和较低的有机物去除能力。而6d的逐渐降低HRT的连续进水快速启动方案获得了高生物膜浓度（AVS=514mg/L）且在高有机负荷（6gCOD/(L·d)）的情况下实现了高COD去除效率（95%）。应用快速启动方案对比了活性炭包覆前后两种颗粒的启动过程，发现PEC颗粒获得了微生物膜浓度（AVS=514mg/L）约为PE（AVS=269mg/L）的两倍。好氧逆流化床启动过程中，短水力停留时间（HRT<3h）是冲出悬浮微生物并使生物膜得到快速增长的关键，同时应用活性炭包覆的载体有利于生物膜形成。关键词:逆流化床生物膜反应器；启动方案；好氧污水处理中图分类号:X703.1文献标志码:A文章编号:2096-3246（2019）06-0001-09StudyonStart-upStrategyofAerobicInverseFluidizedBedBioreactorsZHUJingxu1,2，MENGDa1，ZHANGYawen1，SHAOYuanyuan1,3*(1.SchoolofChemicalEng.andTechnol.,TianjinUniv.,Tianjin300072,China;2.Dept.ofChemicalandBiochemicalEng.,Univ.ofWesternOntario,LondonN6A5B9,Canada;3.TianjinKeyLab.ofMembraneSci.andDesalinationTechnol.,Tianjin300072,China)Abstract:Withtheincreasinglystringentwastewaterdischargestandardandincreasingdemandforefficientwastewatertreatmenttechnologyaroundtheworld,theinversefluidizedbedbioreactorasanewlydevelopedbiofilmreactorforwastewatertreatmenthasgainedextensiveatten-tionfromresearchersinrecentyears.However,thestart-upstageofinversefluidizedbedbioreactorusedinaerobicwastewatertreatmentprocessisstillunder-explored.Thisworkaimedtoexploretheeffectsofoperationalparametersonthebiofilmformationandthereactorperformanceinthestart-upstageofaerobicinversefluidizedbedbioreactors(AIFB)andestablishanoptimalshort-termstart-upstrategy.Activatedcarboncoatedpolyethyleneparticles(PEC)werepreparedinhouseandusedasbio-carrier.Thevolatilesuspendedsolids(VSS),attachedvolatilesolids(AVS),chemicaloxygendemand(COD)oftheinf