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1、复合厌氧生物反响器处理退浆废水的启动试验研究论文薄国柱【1】操家顺【2】夏明芳【3】陆继来【3】摘要：本文重点研究采用复合厌氧反响器处理难降解退浆废水的启动，试验结果说明，在中温353条件，用H2S4和Hl混合酸调节pH值8.5左右，使Dr/S42-值大于2，l-小于6g/L,有效降低了S42-和l-对复合厌氧反响器的抑制作用，在HRT为8.9h、有机负荷率13.3kgD/3.d情况下，Dr去除率到达了54%，产气率到达了0.38v/v.d，含甲烷率为45.2，复合厌氧反响器运行平稳，启动迅速。关键词：复合式厌氧反响器高pH值退浆废水快速启动印染废水0前言印染退浆废水含有大量PVA(聚乙烯醇)
2、、(羧甲基纤维素)和外表活性剂，由于PVA是高聚物，可生化性差，BD5Dr值仅0.064，且退浆废水碱性大pH能到达14，采用传统的活性污泥工艺很难到达满意的效果【1】。上流式污泥床-过滤器(UpflBlanketFilter,简称UBF)是加拿大人Guit2在厌氧滤器(Anaerbiilter,简称AF)和上流式厌氧污泥床(UpflAnaerbiSludgeBlanket,简称UASB)的根底上开发的新型复合式厌氧反响器。UBF具有很高的生物固体停留时间SRT并能有效降解有毒物质，是处理高浓度有机废水的一种有效的、经济的技术。由于退浆废水的高碱性特性，本试验拟在高pH值8.5条件下进展复合式
3、厌氧反响器的启动研究。1试验材料与方法1.1试验装置与工艺流程UBF反响器由有机玻璃圆管制成，内径90，高1200，有效容积为6.3L。反响器上部三分之一处挂组合式填料。反响器采用热水循环加热，维持温度在35左右，工艺流程如图1所示。1.2接种污泥反响器接种的絮状污泥取自锁金村污水处理厂污泥池，用孔径为1的滤网过滤去除大的杂质，测得VSS/TSS为0.47,TSS为39.6，VSS为18.6gVSS/L。接种污泥量为2.5L。1.3试验用水试验用水取自吴江盛泽镇某印染厂退浆废水，其Dr为4814g/L，pH值为14，NH3N为8.2g/L。维持Dr:N:P比为200：5：1。N、P元素和微量元
4、素【3，4，5】的投加量见表1。用浓H2S4和Hl调pH值到8.5左右。1.4分析工程及分析方法D：重铬酸钾法；pH：pH试纸及便携式pH计；储藏碳酸氢盐碱度：滴定法；挥发性脂肪酸(VFA)：滴定法；产气率：湿式气体流量计；SS：重量法；用电子显微镜观察颗粒污泥性状。表1投加营养元素及微量元素表Table1.Synthetiasteaterpsitin(NH4)2386g/gDal22H250g/LK2HP426g/gDFel24H240g/Ll26H210g/Lul22H20.5g/LNa42H20.5g/LNil26H20.5g/L1.5试验启动过程第一阶段(1-19d),初期进水采用葡萄
5、糖自配水,D为2000g/L,D:N:P为200:5:1,参加微量元素,初始水力停留时间(HRT)为48h,有机负荷率为1.0kgD/3.d,相应污泥负荷为0.1kgD/kgVSS.d.第三天出水pH值为6.0,出水Dr为2100g/L,高于进水浓度,投加一些NaH3进步水中碱度,使pH值到7.2,按1/8的递增量参加退浆废水,改变葡萄糖投加量,维持Dr在2000g/L左右,逐步缩短HRT,从而进步有机负荷率.到第五天反响器中有许多连续的小气泡产生,但去除率只有6.8%,第10d去除率到达了41%.当HRT缩短到6.8h时,污泥床膨胀并有局部污泥洗出,故本次试验得出最正确HRT为8.9h,此时
6、有机负荷率6.5kgD/3.d,去除率稳定在65%左右.第二阶段(20d-47d),保持HRT为8.9h不变,逐步进步Dr浓度到全部退浆水4814g/L,逐渐进步有机负荷率到13.3kgD/3.d.Dr去除率稳定在54%左右，此时,污泥颗粒化明显,膜肥厚,认为启动成功。整个启动过程中反响器的有机负荷率及水力停留时间见图2。2有机负荷率及水力停留时间图Fig.2.DistributinfLRandHRT2试验结果2.1颗粒污泥的形成及特征到启动过程的后期，已经有许多颗粒污泥形成，污泥颗粒粒径在1.02.0之间，取颗粒污泥在显微镜下观察，发现甲烷毛状菌属ethansaetaspp和嗜碱产甲烷杆菌(
7、ethanbateriualaliphilu)占优势，在颗粒污泥上有大量白色附着物，可能是析出PVA被颗粒污泥吸附的结果，反响器的启动完成时测得颗粒污泥的TSS为68.3g/L，VSS为34.5g/L。图3Dr去除率及产气率图Fig.3.DistributinfDrevaleffiienyandbigasprdutinrate2.2Dr的去除效果Dr去除率见图3,在初期驯化过程中，有两天的出水Dr高于进水。产气率受温度的影响很大,20时，根本不见产气，22时产气率为36时的30%，到30时增加到36时的60左右，3436产气率最大。本试验采用热水循环加热使反响器维持在35左右，有利于厌氧菌产甲
8、烷的进展。在驯化的初期，产气量很小，从第6d开场测产气率，产气率见图3，从20d起测甲烷含率，发现甲烷含率随着S42-浓度的增加而从20d时的65.1减少到47d稳定时的45.2。3讨论3.1S42-和l-的影响由于退浆废水碱性大pH为14，工程中常用的酸中和剂有工业硫酸和盐酸，而复合厌氧反响器中SRB对PB的抑制作用是明显的【6】，SRB既可利用乳酸盐或乙酸盐，也可利用H2或NADHH复原S42-获取生长所需的能量，这就和PB发生了明显的竞争性基质利用初级抑制，且SRB的最终产物是H2S或其他硫化物，虽有少局部溢出，剩余局部仍然会抑制甲烷菌的生长次级抑制。硫酸盐复原作用对厌氧消化的影响也受多
9、种因素的制约，冀滨弘等【7】认为克制硫酸盐复原作用的主要因素是Dr/S42-大于2、适宜的进水【S42-】小于4000g/L，章非娟等【8】等认为投加铁盐和出水回流可克制硫酸盐复原作用的影响，杨虹等【9】认为全混流恒化器:l-4.5g/L,S2-41.8g/L；UASB:l-7.2g/L,S2-43.0g/L时根本无抑制作用。本次试验用酸调pH值至8.5左右再进水,但全用H2S4调pH时，投加的S42-为9200g/L。D/S42-为0.52；完全用Hl时，l-为6900g/L；用H2S4和Hl混合调节时，S42-为1800g/L，l-为5330g/L，D/S42-为2.67，投加的微量元素中
10、含有42-，42-既作为RB的营养物又对SRB有抑制作用【10】，从试验运行情况看，全用H2S4调pH时对产甲烷有明显抑制作用，用UASB反响器做平行试验发现连续十天没有发现产气，Dr去除率在20以下。全用Hl调pH时，Dr去除率在40左右，比用混合酸时的去除率低，说明用混合酸调节pH值有效降低了S42-和l-对复合厌氧反响器的抑制作用。3.2pH值的影响一般认为产甲烷菌最适宜的pH值范围为6.87.2之间【11】，但也有一些在偏碱环境中生长的产甲烷菌，如嗜碱产甲烷杆菌ethanbateriualaliphilu，其最适pH值为8.19.1，织里嗜盐产甲烷菌ethanhalphiluszhil
11、inae的最适pH为9.2，由于退浆废水碱性大pH为14,故需要加酸调节pH值，厌氧反响器在高pH值8.5左右下仍有良好的去除效果，启动后期，产气率到达了0.38v/v.d，含甲烷率为45.2，碱性产甲烷菌发挥了决定性的作用。出水pH值一直稳定在7.8左右.由于退浆水碱度大(4000g/L左右，以a计),一般不会出现VFA的积累酸化现象。实测VFA维持在350g/L左右，储藏碳酸氢盐碱度在1000g/L左右，实际运行情况没有出现酸化现象。3.3反响器的重新启动第48d起，停车10天后重新启动，进水负荷维持停车前不变，水力停留时间延长到12小时，没有生物固体洗出，第一天去除率为31，比停车前低，
12、但4d以后恢复到了停车以前的程度，且略有进步。4结语4.1UBF厌氧反响器具有启动快、运行平稳的特点，对于处理难生物降解的退浆废水，在中温353条件下，系统在进水Dr为4814g/L、HRT8.9h、有机负荷13.3kgD/3.d情况下，Dr去除率为54。4.2用H2S4和Hl混合酸调节pH值，保证Dr/S42-大于2，l-小于6g/L，有效降低了S42-和l-对厌氧生物反响器的抑制作用，保证了产甲烷菌产甲烷的反响活性。4.3UBF厌氧反响器在进水高pH值8.5左右下启动成功，产气率到达了0.38v/v.d，含甲烷率为45.2，证明了UBF厌氧反响器处理高碱度难生物降解退浆废水的可行性。参考文
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