高氢分压下厌氧颗粒污泥演变过程研究

中国环境科学2019,39(11)：4638~4645ChinaEnvironmentalScience高氢分压下厌氧颗粒污泥演变过程研究徐恒1,2,夏瑜1,王建兵1,何绪文1,王凯军2*(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083；2.清华大学环境学院,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084)摘要：为了探究厌氧颗粒污泥用于氢辅助原位生物法沼气提纯的可行性,在高氢分压ASBR中对厌氧颗粒污泥演变过程进行了考察,包括反应器性能和厌氧颗粒污泥特性变化情况.结果表明,在进水COD负荷低于5g/(L⋅d)时,氢辅助原位生物法沼气提纯中高氢分压、高进水COD负荷和高剪切力新环境促使厌氧颗粒污泥向小粒径方向演变,系统运行性能良好、高效,此时厌氧颗粒污泥可以通过营造具有极低氢分压的微环境强化基于HIT(种间氢传递)途径丙酸降解;但随着进水COD负荷进一步提高,超过6g/(L⋅d)时,系统出现不可控的丙酸积累.因此,需要寻求其他技术手段来缓解更高进水COD负荷条件下氢辅助原位生物法沼气提纯系统中丙酸积累问题.关键词：高氢分压；生物法；丙酸积累；沼气提纯；厌氧颗粒污泥中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1000-6923(2019)11-4638-08Evolutionofanaerobicgranularsludge(AGS)underhighH2partialpressure.XUHeng1,2,XIAYu1,WANGJian-Bing1,HEXu-Wen1,WANGKai-Jun2*(1.SchoolofChemicalandEnvironmentalEngineering,ChinaUniversityofMining&Technology(Beijing),Beijing100083,China；2.StateKeyJointLaboratoryofEnvironmentSimulationandPollutionControl,SchoolofEnvironment,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China).ChinaEnvironmentalScience,2019,39(11)：4638~4645Abstract：Toinvestigatethefeasibilityofin-situ/biologicalbiogasupgrading(IBBU)inanaerobicwastewatertreatment(AnWT)usinganaerobicgranularsludge(AGS),theevolutionofAGSunderhighH2partialpressureandshearforcewasmonitoredwithincreasinginfluentCODloadintheanaerobicsequencingbatchreactor(ASBR),intermsofreactorperformanceandcharacteristicsofAGS.TheresultsshowedthatsmallerbutintactAGSwasformedandexhibitedhigh-rateperformancewhentheinfluentCODloadwasbelow5g/(L⋅d).PropionatedegradationviaH2interspeciestransfer(HIT)mechanismwaspossiblyenhancedinAGS.However,whentheinfluentCODloadwasfurtherincreasedover6g/(L⋅d),uncontrollablepropionateaccumulationwasobserved.Therefore,it’snecessarytofindothertechniquestoreducepropionateaccumulationunderhigherinfluentCODloadinthefuture.Keywords：highH2partialpressure；biologicalmethods；propionicacidaccumulation；biogasupgrading；anaerobicgranularsludge目前,原位生物法沼气提纯系统采用的厌氧消化物料基本是畜禽粪便等固体废弃物[1-3],很少有研究将其应用到工业废水领域.与固废,工业废水也是厌氧沼气化工程主要物料之一,尤其在我国,工业废水在总沼气资源量中所占份额达50%左右[4].因此,将原位生物法沼气提纯应用于工业废水处理领域是非常必要的.已有研究中原位生物法沼气提纯系统基本是利用絮状