厭氧生物處理中丙酸降解的控制條件研究.pdf

1、丙酸是厭氧生物處理過程中一種重要的中間產(chǎn)物。在厭氧反應(yīng)過程中,系統(tǒng)的失衡往往伴隨著丙酸的積累。根據(jù)吉布斯自由能的分析,丙酸的降解反應(yīng)難易自發(fā)進(jìn)行,只有在有大量共生菌種的作用下,丙酸才能夠較易降解。因此丙酸的降解成為厭氧反應(yīng)的一個(gè)限速階段。丙酸的降解還受到一些環(huán)境因素的影響,比如:pH值、氫分壓、揮發(fā)性脂肪酸和溫度等。所以本文的主要目的是研究連續(xù)厭氧生物處理系統(tǒng)中丙酸降解的特性,研究丙酸濃度和pH值對其厭氧降解的影響。連續(xù)實(shí)驗(yàn)過程中控制反

2、應(yīng)器維持在中溫條件下,設(shè)定水力停留時(shí)間為10天,丙酸負(fù)荷從667 mg/L·d升高到1334 mg/L·d。結(jié)果表明:系統(tǒng)中丙酸負(fù)荷的提高對系統(tǒng)的正常運(yùn)行有較大的沖擊,且負(fù)荷越高對系統(tǒng)的沖擊越大。丙酸負(fù)荷為1334 mg/L·d時(shí),系統(tǒng)的出水COD為10000mg/L,揮發(fā)性脂肪酸(VFA)的總濃度高達(dá)1800mg/L,這兩個(gè)參數(shù)均大于丙酸負(fù)荷為667mg/L·d時(shí)的水平。且此時(shí)VFA中丙酸所占比例要高于乙酸,這與丙酸負(fù)荷為667mg/

3、L·d時(shí)恰恰相反;丙酸負(fù)荷為667mg/L·d時(shí),丙酸去除率維持在70％以上,當(dāng)丙酸負(fù)荷升高到1334mg/L·d后,去除率均低于70%,甚至最低到30%;丙酸濃度升高同樣會減少系統(tǒng)產(chǎn)甲烷量和沼氣中甲烷的含量。設(shè)定500mg/L到3000mg/L的10組不同丙酸濃度進(jìn)行序批實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,丙酸濃度的提高對其降解有一定的促進(jìn)作用,但是超過系統(tǒng)最佳丙酸濃度則會抑制其厭氧降解。經(jīng)分析可知丙酸濃度為1500mg/L時(shí),厭氧污泥對丙酸的降

4、解效率最高。具體表現(xiàn)在累積產(chǎn)甲烷量達(dá)到最大值25mL,最高產(chǎn)氣速率達(dá)到3.5mL-CH4/d,是不同丙酸濃度的最高值;實(shí)驗(yàn)后丙酸去除率達(dá)到97%,COD去除率也達(dá)到75%。根據(jù)丙酸濃度影響的序批實(shí)驗(yàn)結(jié)果,控制丙酸濃度為1500mg/L,pH在5-10的范圍內(nèi),分析不同pH值對丙酸降解的影響。分析結(jié)果可知,pH=7.0時(shí)厭氧污泥對丙酸降解的影響最小,為丙酸降解最佳pH值。pH=7.0時(shí)累積產(chǎn)甲烷量為57mL,最高產(chǎn)甲烷速率為4.6mL-C