低温下EGSB反应器运行研究

建设科技总第127期低温下EGSB反应器运行研究木阎中林秀军朱民(北京市环境保护科学研究院，北京，100037)摘要：通过数月对低温条件下实验室规模EGSB反应器运行的研究，证明EGSB反应器在处理低温废水方面具有很大的潜力。保持较高容积负荷的同时能得到理想的有机物去除率。同时本研究在反应器降温过程中，研究了嗜中温菌和嗜低温菌的最适生长范围，并比较了二者的活性。结果表明，相对中温条件，尽管低温下的微生物活性有了很大程度的降低，但EGsB反应器高的水力上升速度促进了污泥与废水的混合，增强了有机物质的传质，总的来说在一定程度上缓解了厌氧反应器对环境温度的严格要求。但高的水流上升速度同样对三相分离器的固液分离效果，及操作人员的运行手段等提出了更高的要求。关键词：EGSB；厌氧；低温；颗粒污泥；产甲烷菌0引言EGSB(厌氧颗粒污泥膨胀床)反应器是在第二代厌氧反应器(UASB等)的基础上发展起来的，其结构与UASB反应器基本而类似，但其采用了更大的高径比，并在UASB基础上增加了出水循环技术，使得反应器内部上升流速大幅度提高，促使反应器颗粒污泥保持膨胀状态，从而促进废水与颗粒污泥的充分接触，增强了传质。进一步的提高了处理效果。已经证明，厌氧反应器在中温条件(35℃-37℃)下取得了良好的有机物去除效果，但我国北方的大部分地区冬季气温比较寒冷，实际工程运行过程中，总是维持反应器的温度在35℃-37℃是不可能的，仅靠反应器产生的沼气加热反应器难以取得需要的效果，增加锅炉房等加热设施也是不经济的。由于其自身的特点，EGsB反应器在处理低浓度和低温废水上存在着先天的优势。之前EGSB在低温状态下的运行情况有一些研究。Rebac在低温条件(8℃)下处理低浓度麦芽糖和酸性废水，容积负荷最高为6．7kg／md，取得了较好的处理效果，去除率保持在90～97％。Last和Lettinga采用120L的EGSB反应器研究在常温下处理生活污水，温度控制在13℃以上，可溶性COD去除率及总COD去除率分别为51％和34％。仲海涛等研究了低温下EGSB处理VFA和麦芽糖废水，但效果不佳。在16~C，有机负荷4．4~8．8kgCOD／(m‘d)，HRT为2．4h时，总COD去除率只有56％。研究表明，EGSB反应器处理低温(8~16~C)废水时，在低负荷(2—5kg／m·d)条件下，能够取得一定的作者简介：阎中，(198l一)，男，硕士，北京市环境保护研究院助理工程师。收稿日期：2008年7月l0日处理效果。但EGsB反应器理论上能够在更高的负荷下运行，并能取得更好的效果。本文研究低温范围为9℃~15℃，最低温度降到6℃。在这样的温度下进行EGsB的实验，并逐步提高其有机负荷，对实际工程的设计及运行具有一定的指导作用。1材料与方法1．1试验装置本研究采用的反应器由圆柱形有机玻璃制成(图1)，外设夹套式水浴恒温装置。反应器沿程设12个取样孔，采用出水内循环方式连续运行，试验温度由温控装置控制。反应器的各项具体结构尺寸见表1。1．2试验用水试验采用人工合成葡萄糖自配水，按COD：N：P=200：5：1，加入尿素和磷酸二氢钾，同时加入微1．进水箱8．冷却泵2反应器9．出水口3．三相分离器lO．气水分离器4取样口11．水封5．进水计量泵12．湿式气体流量计6外循环泵13．碱液7内循环泵图1反应器工艺流程图维普资讯http://www.cqvip.com建设科技总第127期量元素和酵母浸膏(50mg／gCOD)，并且加入NaHCO作为缓冲剂，将废水的pH值维持在6．5~7．2。1．3接种污泥反应器按种污泥为淀粉废水厌氧颗粒污泥，接种前已在室温下放置了四个月，污泥浓度为98．9VSS／L，实际污泥投加量为4180m1。污泥以颗粒为主，但仍有一部分絮状污泥，投加污泥后反应器内部污泥浓度为12．4gVSS／L。1．4分析项目及测定方法COD；采用标准重铬酸钾法测定：取反应器进水，出水以及出水经过10min离心后的水样进行测定。悬浮固体SS和挥发性悬浮固体VSS：分别采用103℃和600~C烘干称重法测定，取样量为10mlpH值：采用长线电极便携式酸度计测定气体产量：湿式气体流量计。为测定气体中CH4和CO，的气体组分，中间加碱液吸收装置2实验过程将实验EGsB反应器维持在中温条件(35℃-37℃)稳定运行，由于接种污泥为活性较高的颗粒污泥，因此很快便实现了启动。启动结束时反应器有机负荷达到35kgcOD／md，去除率稳定在90％以上，经过测算，反应器内污泥浓度达到1．38kgcOD／kgVSS．d，此时认为反应器处于稳定运行状态。并在此基础上开始逐渐降温。将进水基质维持在中高浓度，根据反应器运行的不同阶段，将实验过程划分为五个阶段(表2)：第一阶段为启动期，考察开始降温阶段机制去