厭氧序批活性污泥系統(tǒng)(ASBR)的特性及應(yīng)用研究.pdf

1、間歇序批式厭氧反應(yīng)器(ASBR)由于投資小、操作簡單和運(yùn)行靈活而倍受關(guān)注，但由于難以形成顆粒污泥或污泥顆?；瘯r(shí)間長，以及容易形成揮發(fā)性有機(jī)酸積累而受到抑制,限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本研究通過ASBR反應(yīng)器的特性、顆粒污泥的形成及特性研究，探討間歇序批操作條件下厭氧話性污泥系統(tǒng)的揮發(fā)性有機(jī)酸的積累、抑制及恢復(fù)等生物響應(yīng)以及生態(tài)系統(tǒng)重建，為間歇序批式厭氧活性污泥高效處理系統(tǒng)的開發(fā)提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，采用．ASBR處理高濃度啤酒廢水，以期獲

2、得一種高效穩(wěn)定、操作簡單、經(jīng)濟(jì)合理的啤酒廢水娃理工藝。
　　 ASBR的啟動(dòng)及顆粒污泥特性研究試驗(yàn)結(jié)果表明：以葡萄糖為基質(zhì)，采用浮動(dòng)蓋ASBR反應(yīng)器，對(duì)接種的絮狀污泥經(jīng)120天的連續(xù)培養(yǎng)即可形成顆粒污泥。該污泥具有良好的沉降性能(平均沉速：25m/h)及產(chǎn)甲烷活性(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸最大產(chǎn)甲烷活性分別為0.216gCOD/gVSS．D、0.825gCOD/gvSS．D、0.237gCOD/gNSS．D和0.796gCOD/g

3、VSS．D)。電鏡掃描(SEM)發(fā)現(xiàn)，污泥中的微生物由絲狀菌組成，且形態(tài)均一(產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、產(chǎn)甲烷菌都呈絲狀形態(tài))。
　　 采用雙倍負(fù)荷沖擊，探討了自然條件和人工干預(yù)下(控制反應(yīng)器內(nèi)pH不低于6.5)穩(wěn)定的ASBR反應(yīng)器中揮發(fā)酸的積累、抑制和恢復(fù)模式。在人工干預(yù)下，當(dāng)容積負(fù)荷從5kgCOD/m3.D提高到10kgCOD/m3.D時(shí)，即使反應(yīng)器內(nèi)的VFA在短期內(nèi)迅速積累高達(dá)1680mg/L，但產(chǎn)氣量仍略有上升，表明甲垸菌的

4、總體活性未受到明顯抑制。沼氣組分測定顯示二氧化碳的含量從沖擊前的37％增加到52‰當(dāng)VFA積累時(shí)，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌對(duì)不同有機(jī)酸的響應(yīng)模式不同，乙酸在第3天達(dá)到積累的最大值；異丁酸和異戊酸是第5天達(dá)到最大值；丙酸、T酸和戊酸均在第9天達(dá)到最大值；17天后，系統(tǒng)完全恢復(fù)，顯示了ASBR具有良好的抗沖擊能力。
　　 負(fù)荷沖擊過程中不同時(shí)期一個(gè)周期內(nèi)乙酸、丙酸、丁酸及戊酸的濃度變化表明．在人工干預(yù)條件下，產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌及產(chǎn)甲烷菌均未受

5、到抑制.沖擊前后污泥的產(chǎn)甲烷活性變化不大。SMA(甲酸,乙酸，丙酸和丁酸)由基態(tài)時(shí)的0.253gCOD/gVSS．D、1.114gCOD/gVSS．D、0390gCOD/gVSS．D和0.746gCOD/gVSS.d變?yōu)榛謴?fù)后的0.248gCOD/gVSS．D、1.00lgCOD/gVSS．D、0.547gCOD/gVSS．D和0.605gCOD/gVSS．D。
　　 自然條件下，當(dāng)容積負(fù)荷從5kgCOD/m3.D提高到10kg

6、COD/m3.D，5天后pH即由穩(wěn)態(tài)時(shí)的6.6急劇剛氐至3_3，產(chǎn)酸菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌及產(chǎn)甲烷菌均受到抑制。
　　 調(diào)節(jié)pH值后，經(jīng)179天的運(yùn)行仍能恢復(fù)，且恢復(fù)后乙酸、，丙酸、丁酸的最大比產(chǎn)甲烷活性分別為沖擊前的1.20、1.32和1.24倍，達(dá)到1.338gCOD/gVSS．D、1.04 1 gCOD/gVSS．D和0.926gCOD/gVSS．D。
　　 VFA及pH值對(duì)微生物的抑制順序?yàn)楫a(chǎn)甲烷菌→產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌→產(chǎn)酸

7、菌。當(dāng)調(diào)節(jié)pH值后，微生物活性的恢復(fù)順序?yàn)楫a(chǎn)酸菌→產(chǎn)甲烷酸菌→產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌。當(dāng)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸苗的活性恢復(fù)后，ASBR完全恢復(fù)。
　　 浮動(dòng)蓋ASBR對(duì)高濃度啤酒廢水具有較好的處理效果，當(dāng)容積負(fù)荷為1.0kgCOD/m3.D-5.0kgCOD/m3.D，水力停留時(shí)間為1天時(shí)，COD去除效率達(dá)到90％
　　 以上，出永COD小于300mg/L。去除lkgCOD的沼氣產(chǎn)量高達(dá)0.41-0.55m3，氣體中甲烷含量為50-61％。運(yùn)

8、行60天后，即可培養(yǎng)出良好的顆粒污泥，與UASB反應(yīng)器內(nèi)形成的顆粒污泥相比，該污泥具有密度大，粒徑小(0.5-1.0mm)，沉降快(45m/h)，活性高(甲酸、乙酸、丙酸和丁酸活性分別為0.947gCOD/gVSS．D、0.786gCOD/gVSS．D、0.674gCOD/gVSS．D和0_624gCOD/gVSS．D)。研究發(fā)現(xiàn)，ASBR反應(yīng)器處理啤酒廢水時(shí)，所形成的污泥具有很高的甲酸代謝活性，說明丙酸和丁酸的降解為產(chǎn)甲酸產(chǎn)乙酸模式。