酸性條件下UASB與CSTR產(chǎn)甲烷反應器啟動及運行特性研究.pdf

1、隨著技術(shù)的發(fā)展與進步,厭氧生物發(fā)酵技術(shù)在環(huán)境領域的作用愈發(fā)重要,成為解決環(huán)境污染問題與生物能源回收的重要途徑之一。運用厭氧反應器進行的厭氧生物發(fā)酵產(chǎn)甲烷工藝是厭氧生物發(fā)酵的重要組成部分,具有有機物去除率高、能源回收率高、穩(wěn)定性好,可同時實現(xiàn)有機廢水處理與能源回收等優(yōu)勢,在常規(guī)污水處理與能源回收方面已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本文針對酸性廢水低pH的特點,探討了在低pH值的酸性條件下啟動運行上升式厭氧污泥床反應器(UASB)與連續(xù)流攪拌槽式反應器(CS

2、TR)的運行特性,對于運用UASB與CSTR反應器處理酸性廢水具有重要的意義。
　　本文采用先在中性條件下啟動,再逐步降低反應器內(nèi)部pH值的方法,研究了在中性條件啟動過程與pH逐步降低過程中UASB與CSTR反應器在COD去除率、生物氣產(chǎn)量及甲烷含量、顆粒污泥內(nèi)部pH值、生物量與污泥產(chǎn)甲烷活性等方面的變化規(guī)律。
　　對以顆粒污泥為接種物的UASB反應器發(fā)酵產(chǎn)甲烷性能的研究表明,通過逐步降低pH值的方法,可以在反應系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)出

3、耐酸性較強的厭氧產(chǎn)甲烷顆粒污泥。在逐步降低反應器內(nèi)部pH值的過程中,UASB反應器的COD去除率、生物氣產(chǎn)量及甲烷含量等參數(shù)隨著pH值的降低首先呈現(xiàn)逐步降低的趨勢,在pH值為5.5時降至最低,COD去除率為76.8％,生物氣產(chǎn)量為14L/d,甲烷含量40%左右;距離反應器底部15cm、30cm與45cm處的生物量分別降至12.07、2.87與0.86gMLVSS/L,最大比產(chǎn)甲烷速率分別降至182.5、215.6與62.4mlCH4/g

4、MLVSS·d。穩(wěn)定pH值為5.5的運行過程中,反應器的運行效果開始逐步回升且趨于穩(wěn)定,COD去除率穩(wěn)定在80%左右,生物氣產(chǎn)量為17L/d,甲烷含量為48%左右;距離反應器底部15cm、30cm與45cm處的生物量分別回升至13.25、3.47與1.07gMLVSS/L,最大比產(chǎn)甲烷速率分別為224.8、280.5與126.3mlCH4/gMLVSS·d。在pH值逐步下降過程中反應器內(nèi)部不同高度的顆粒污泥內(nèi)部pH值也發(fā)生了較大的變化。

5、實驗結(jié)果表明,距離反應器底部15cm處的顆粒污泥因為粒徑較大,顆粒內(nèi)層pH值在外部環(huán)境中pH值逐步降低的過程中變化幅度較小,距離反應器底部45cm處的顆粒污泥因粒徑較小,內(nèi)層pH值隨外部環(huán)境變化而變化的幅度較大。
　　研究表明,以絮狀污泥為接種物的CSTR反應器在pH值逐步降低過程中,反應器運行效果明顯比UASB反應器差,且在pH值降低過程中,波動幅度也明顯大于UASB反應器的。穩(wěn)定pH為5.5的運行過程中,CSTR反應器的COD