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經驗!厭氧反應器顆粒污泥的培養條件及注意事項

時間:2020-01-14 14:22

來源:環保工程

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厭氧顆粒污泥分為淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、造紙等行業高濃度污水處理系統中的高負荷厭氧反應器(EGSB、IC)生產出的新鮮顆粒污泥。厭氧反應器的容積負荷、上升流速和去除率均分別高于20kgCOD/(m3˙d),5m/h和90%。

厭氧顆粒污泥體型規則呈球形,VSS/TSS≥0.7,沉降速度50-150m/h,粒徑0.5-2mm,顆粒度大于90%,最大比產甲烷速率≥400mlCH4/(gVSS˙d)。作為接種污泥可用于淀粉、淀粉糖、檸檬酸、酒精、啤酒、造紙、蛋白、食品、味精等行業的污水處理系統中高負荷厭氧反應器(IC、EGSB、UASB等)的啟動運行。

(一)培養顆粒污泥需考慮的因素

1、基質

培養顆粒污泥首先對基質有一定的要求,一般的,在培養顆粒污泥的基質中COD:N:P=110~200:5:1。而有機廢液的基質可分為偏碳水化合物類和偏蛋白質類。為了能順利培養出顆粒污泥,對于偏碳水化合物類的污水需要添加N和P。而對于偏蛋白質類的污水需要添加碳源(如葡萄糖等)。

2、溫度

廢水中的厭氧處理主要依靠微生物的生命活動來達到處理的目的,不同微生物的生長需要不同的溫度范圍。溫度稍有差別,就可在兩類主要種群之間造成不平衡。因此,溫度對顆粒污泥的培養很重要。顆粒污泥在低溫(15~25℃)、中溫(30~40℃)和高溫(50~60℃)都有過成功的經驗。一般的,高溫較中溫的培養時間短,但由于高溫下NH3與某些化合物混合毒性會增加,因而導致其應用上受一定的限制;中溫一般控制在35℃左右,在其它條件適當的情況下,經1~3個月可成功的培養出顆粒污泥;低溫下培養顆粒污泥的研究較少,但有文獻報道在使用顆粒污泥低溫馴化后處理底濃度制藥廢水的實驗中,COD的去處率達90%,取得了較好的效果。

3、pH值

反應器內pH值范圍應控制在產甲烷菌最適的范圍內(6.8-7.2)。由于不同性質的廢水有不同的pH值,為了保證反應器內pH值的穩定,防止酸積累而產生的對產甲烷菌的抑制,可采用向廢水中添加化學藥品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物質。

(二)影響顆粒污泥形成因素

1、堿度

一般認為,進水水質中堿度通常應在1000mg/L(以CaCO3計)左右,而對于以碳水化合物為主的廢水,進水堿度:COD >1:3是必要的。有學者研究表明,在顆粒污泥培養初期,控制出水堿度在1000mg/L(以CaCO3計)以上能成功培養出顆粒污泥。在顆粒污泥成熟后,對進水的堿度要求并不高。這對降低處理成本具有積極意義。

2、微量元素及惰性顆粒

微量元素對微生物良好的生長也有重要作用。其中Fe,Co,Ni,Zn等對提高污泥活性,促進顆粒污泥形成是有益的。

此外,惰性顆粒作為菌體附著的核,對顆粒化起著積極的作用。另外,有研究表明,投加活性炭可大大縮短污泥顆粒化的時間;在投加活性炭后顆粒污泥的粒徑大,并使反應器運行更加穩定。

3、SO42-

關于SO42-對顆粒污泥的形成目前尚在討論中。據Sam-Soon的胞外多聚物假說,局部氫的高分壓是誘導微生物產生胞外多聚物從而與細菌表面之間的相互作用,通過帶電基團的靜電吸引及物理接觸等架橋作用,構成一種包含多種組分的生物絮體,從而形成顆粒污泥的必要條件,而有硫酸鹽存在時,由于硫酸鹽還原菌對氫的快速利用,使反應器無法建立高的氫分壓,從而不利于形成顆粒污泥。但有些國內外外學者發現處理含高硫酸鹽廢水時,會有非常薄的絲狀體產生,它可作為產甲烷絲菌附著的原始核,從此開始顆粒的形成;硫酸鹽還原產生的硫化物與一些金屬離子結合形成不溶性顆粒,可能成為顆粒污泥生長的二次核。

4、接種污泥及接種量

一般來說,對接種污泥無特殊要求,但接種污泥的不同對形成顆粒污泥的快慢有直接影響。因此,保證污泥的沉降性能好、厭氧微生物種類豐富、活性高,對加快顆粒污泥的形成是十分有利的。

對接種污泥的量,有學者研究認為,厭氧污泥接種量為11.5kgVSS/m3(按反應區容積計算)左右時,對于迅速培養出厭氧顆粒污泥是合適的。

5、啟動方式

采用低濃度進水,結合逐步提高水力負荷的啟動方式有利于污泥顆粒化。這是因為低濃度進水可以有效避免抑制性生化物質的過度積累,同時較高的水力負荷可加強水力篩分作用。

6、水力負荷

這是最重要的一條,需要循序漸進。水力負荷太低,會導致大量分散污泥過度生長,從而影響污泥的沉降性能,甚至會導致污泥膨脹。但水力負荷過大,會對顆粒污泥造成剪切并會剝落未聚集細胞體的胞外多糖粘滯層而阻礙粘附聚集。因此,在啟動初期,應采用較小的水力負荷(0.05-0.1m3/㎡ ·h)使絮體污泥能夠相互粘結,向集團化生長,有利于形成顆粒污泥的初生體。當出現一定量的污泥后,提高水力負荷至0.25 m3/㎡·h以上,可以沖走部分絮體污泥,使密度較大的顆粒污泥沉降到反應器底部,形成顆粒污泥層。為了盡快實現污泥顆粒化,把水力負荷提高到0.6m3/㎡·h時,可以沖走大部分的絮體污泥。但是,提高水力負荷不能過快,否則大量絮體污泥的過早淘汰會導致污泥負荷過高,影響反應器的穩定運行。

編輯:王媛媛

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