（环境工程专业论文）麸皮纤维作载体对ic反应器启动的影响.pdf

5 根据i c 反应器启动过程运行参数的对比，可以发现投加麸皮纤维的i c 反应器的稳定性和抗冲击负荷的性能都优于未投加任何载体的普通型i c 反应 器。 6 在i c 反应器启动过程中，当控制反应器的碱度( 以c a c o 。计) 为1 0 0 0 5 0 0 0 m g l ，出水p h 值在7 0 左右，v f a 为8 0 0 m g l 以下时，可以使反应器正常 运行。 关键词：i c 反应器；厌氧颗粒污泥；麸皮纤维 2 w h e a tb r a nf i b e ra sc a r r i e ri n f l u e n c ei cr e a c t o rs t a r t u p a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，f o c u s i n go nt h ei cr e a c t o r sd e f e c t s ，s u c ha st h es t a r t i n gt i m e l a s t i n gl o n ga n d t h et e c h n o l o g yo fc u l t i v a t i n gg r a n u l a rs l u d g eb e i n ga d v a n c e d ，p e o p l e u s ei n e r t i ac a r d e rf o re x a m p l ea c t i v ec a r b o n ，t oc u l t i v a t ea n a e r o b i cg r a n u l a rs l u d g e a n ds p e e du pi cr e a c t o r ss t a r t u p ，b u ts u c hi n e r t i ac a r r i e r sa l w a y sk e e pi ns l u d g e ， w h i c hw i l lt a k et r o u b l ew i mt h ea f t e r w a r ds l u d g et r e a t m e n t t h ep a p e ru s e dw h e a t b r a nf i b e rt h a tc a nb ed e g r a d e da sc a r d e ra n dm a n u a ls i m u l a t i v eg l u c o s ew a s t e w a t e r t os t a r ta n dr u ni cr e a c t o r , c o n t r a s t i n gw i t ht h ei cr e a c t o rw h i c hd i dn o tc a s ta n y c a r r i e ri n t o ，a n do b s e r v e dw h e a tb r a nf i b e rh a v i n gs o m ee f f e c to nt h es t a r t u pc o u r s eo f i cr e a c t o r t h et w oc o l l a t e r a lt e s ta d o p t e dt h es a m ei n p u tw a t e ra n di n o c u l a t e ds l u d g e ， r u na tt h es a m et e s tc o n d i t i o n sa sm u c ha sp o s s i b l y t i l i sp a p e rs t u d i e dt h eb e s t p r o d u c i n gc o n d i t i o n so f w h e a tb r a nf i b e r , a l s os a wa b o u tw h e a tb r a nf i b e r ss w e l la n d s e d i m e n t a t i o n ，a n dc o m p a r e dt h et i m ew a s t i n ga tt h es l u d g eg r a n u l a t i n go f i cr e a c t o r , t h er u n n i n gs t a b i l i t ya n dt h ec a p a b i l i t yo fr e s i s t i n gi m p u l s el o a d ，a n dt h eg r a n u l a r s l u d g e sc h a r a c t e r i s t i ci cr e a c t o rh a v i n gc u l t i v a t e d a n di td i s c u s s e dt h em e c h a n i s m o fw h e a tb r a nf i b e ra c c e l e r a t i n ga n a e r o b i cs l u d g eg r a n u l a t i n g ，s u m m a r i z e ds o m e e x p e r i e n c et h a tb e n e f i tf o ri cr e a c t o rs t a r t - u p 确em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 i nt h ep r o c e s so fw h e a tb r a nf i b e r sp r o d u c i n g ，w h e a tb r a nf i b e r sp h y s i o l o g i c a l i n d e xh o l d i n gw a t e rp o w e ri st h em a i nr e f e r e n c ei n d e x b ys i n g l ef a c t o rt e s t sa n d o r t h o g o n a lt e s t ，c o n s i d e r i n gs o m ep r o b l e m ss u c ha st h et r e a t m e n tc o s t ，t h eb e s t c o n d i t i o n so fp r e t r e a t m e n th a v eb e e na s c e r t a i n e dt h a tt h ed o s a g eo fm i x e de n z y m ei s o 3 ，t h ee n z y m ed e g r a d i n gt i m ei s4 5 r a i n , t h ed o s a g eo fn a o hs o l i di s5 ，t h e a l k a l id e g r a d i n gt i m ei s7 0 m i n t h ea l k a l id e g r a d i n gt e m p e r a t u r ei s7 0 。c 1 1 1 es w e l l a n ds e d i m e n t a t i o no f t r e a t e dw h e a tb r a nf i b e ra r ew e l l 2 c a s t i n gw h e a tb r a nf i b e ri nt h es t a r t u po fi cr e a c t o r , c a nq u i c k e nu pt h ec u r s eo f s l u d g eg r a n u l a t i n go b v i o u s l ya n ds h o r t e nt h et i m ew a s t i n ga tt h es t a r t u po f r e a c t o r a t t h es a m et e s tc o n d i t i o n s ，t h ei cr e a c t o rc a s tw h e a tb r a nf i b e ri n t of i n i s h e di t ss l u d g e g r a n u l a t i n ga tt h e4 1 s td a y s oc o n t r a s t e dw i m t h ei cr e a c t o rn o tc a s ta n yc a r d e ri n t o a tt h e6 l s td a y , i th a v ea d v a n c e d2 0 d 3 t h eh i g h e s tv o l u m el o a d i n gr a t eo fi cr e a c t o rc a s tw h e a tb r a nf i b e ri n t oi s 5 0 7 7 k g c o d ( m 3 d ) ，c o m p a r e dw i t hi to ft h a tn o ti s3 6 8 7 k g c o d ( m 3 d ) ，i ti sa l m o s t 1 3 8t i m e so f i to f t h a tn o t 4 ，i nt h ei cr e a c t o rc a s tw h e a tb r a nf i b e ri n t o ，t h es i z eo fg r a n u l a rs l u d g ei sb i g g e r , t h es e d i m e n t a t i o ni sb e r e r , a n dt h eb i o l c g i ca c t i v ei sh i g h e rt h a nt h eg r a n u l a rs l u d g e o f t h a tn o t t h em a i nr e a s o no f t h a ti st h a tt h ew h e a tb r a nf i b e rt a k et h ec o r ee f f e c to n t h ee a r l yd a y so f g r a n u l a rs l u d g e ，u s i n gt h em o r el a c u n af a b r i ca n db i gs u r t h c es i z eo f w h e a tb r a nf i b e r , t oq u i c k e nu pt h eb a c t e r i at h a tf o r mg r a n u l a rs l u d g ee a s i e re n r i c h i n g o nt h es u r f a c eo fw h e a tb r a nf i b e r , t h e nm a k et h o s eb a c t e r i as e t t l eo nt h ew h e a tb r a n f i b e rt of o r ml i t t l eg r a n u l e ，a c c e l e r a t i n gt h eg r a n u l a t i n go fs l u d g e 5 t h er u n n i n gs t a b i l i t ya n dt h ec a p a b i l i t yo fr e s i s t i n gi m p u l s el o a do fi cr e a c t o r c a s tw h e a tb r a nf i b e ri n t oi sb e t t e rt h a nt h o s eo ft h a tn o t ，b a s i n go nt h ec o n t r a s to f r u n n i n gp a r a m e t e r si nt h es t a r t u po f l c r e a c t o r 6 w h e nc o n t r o l l i n gt h er e a c t o r sa l k a l i n i t yi s1 0 0 0 5 0 0 0 m g c a c 0 3 ：l t h ep h v a l u eo fo u t p u tw a t e ri sa b o u t7 0 ，t h ev f ai su n d e r8 0 0 m g l ，t h er e a c t o rc a nr u u n o r m a l l y k e yw o r d s ：i cr e a c t o r ；a n a e r o b i cg r a n u l a rs l u d g e ；w h e a tb r a nf i b e r 2 独创性声明 本人声明所呈交的论文是貔个人在导师指导下溅行的研究工作及取得的研 究成果。尽躐所知，除了文中特魏 加以标注和致谢的地方外，论文中不戗禽其他 久基经发表竣撰写遘瓣疆突成祭，媳不雹食兔获餐潮褰农堑大学或其它毅寒爨稳 的学位或诞_ 嵇黼使用过的材辩。奄我一同工作的蔺惑辩本研究所做的任何舞献均 已在论文中作了明确的说明并淡承了谢意。 研究生签名；望缝辩阕；亟垂l 年爿堑誉 关于论文使用授权的说明 本入宠念了解湖南农业丈攀霄关保留、使用学食论文的规定，e p ：学校有权 保留送交论义的复印件和磁盘，允许论文被查阅和惜阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制簪段保存、汇编学位论文。同意湖南农戡火学可以用不同方式在不同 媒髂上发表、传撬学链论文耱全粼竣部分蠹窖。 筛 密的学位论文在解密聪黢遵守既协议， 赣究生签名：崤金撂赣究生签名：蔓鐾塑 导师签名：2 窜0 雀 辩瓣：生吐露堑丑 随潮：塑年立月丛日 第一章绪论 1 厌氧擞物处理技术 1 。1 淡氯生物处理技术麓介 获襞垒秘楚理又称爻爱戴游纯、厌氧发酵，怒指在厌氧条终下蠡l 多秘 1 5 0 0 r a g l ) 的废承更楚翔魏。3 。厌 氧法残零鹩降低主要是由予动力静大量节省，营养物添燕费焉帮污滗羧窳费蘑的 减少。即使不计沼气作为能源所带来的收益，厌氧法也仅为好氧法成本的约 1 3 ( 2 ) 淡氧生物处理技术w 以产生生物能。浮泥消化和有机废水( 物) 的厌 氧发酵憨产生大量沼气。 l 孬滋气豹燕蓬缀裹，爵露冀趣源稳溺。 ( 3 ) 厌氧生物处理所产嫩的莉余污泥量融好鬣生物处理少褥多，髓剩余污 泥脱水性能好，浓缩时可不使用脱水剂，因此剩余污泥处理要容易得多。由于厌 氧微生物增殖缓慢，因而处溅同样数量得废水仅产生相当于好氧法1 1 0 1 6 的 剩余污混。厌氧生物处理羧产垒戆污潺裹度无枫偬，霹溺传农田肥糕域终为毅运 毒亍的凌承戆灌厂静稀涯出售。 ( 4 ) 厌氧方法对氮和磷的需求量比较低。一般认为，若以可以生物洚解的 c o d ( c o d b d ) 为计算依据，好氧方法氮和磷的需求量为c o d b d ：n ：p = 1 0 0 ： 5 ：1 ，丽淡瓴方法为( 3 5 0 5 0 0 ) ：5 ：1 ，相比之下，处理同样的商帆泼水，厌 氧方法对氮秘磷夔霉求虽要低一些。 ( 5 ) 厌氧方法可处理离浓度的有机废水。巍废水浓度较高时，不需要大量 稀释水。 ( 6 ) 厌氧处理过程有一定的杀菌作用，可以杀死废水和污泥中的寄生虫卵、 痍毒等8 。 ( 7 ) 获氧活性污泥露蔽长期贮存，厌氧反威器可隘季节惶或阕欷毪运转。 与好氧魇成器相比，在停止运行一段时间后，自较迅速地启动。 2 茨氧浚承处瑾是一秘低袋本瓣痰承楚瑾鼓本，它又是把痰隶夔鲶溅窝l 涤豹 回收剥用稽结合的一种技术。包括中国在内的大多数发展中国家面临严重的环境 问题，能源短缺以及经济发展与环境治理所面临的资金不足。这些国家迫切需要 简单有效、费用低廉的废水处理技术。因此可以预见厌氧生物处理技术作为一种 适合我嚣溪 鸯豹疲承楚理技零，在承污染控铡领域将套广溺豹发展蠢蓍聚。 1 2 茨簸生物处理技术的发震 厌飘生物处理技术是对游遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化， 是处理有机污染和废水的有效手段。1 8 8 1 年法图的奠拉斯( m o u r a s ) 发明“污 混自动净纯嚣”处理城市褒水巾的大量爨瘸败豹露援物“1 。1 8 9 6 年英潮怨现了第 一痉蘑予娥瑾生活污东斡获鬣滂讫渣，藏产生熬灞气耀子鹰遵照翻。叠t 9 1 4 年， 美i 蓍有1 4 座城市建立了厌氧消化池。二战结束艏，厌氧处理技术的发展又掀起 了一个商潮。4 0 年代在澳大利亚出现了连续搅拌的厌氧消化池( c o n t i n u o u s l y s t i r r e dt a n kr e a c t o r ，简称c s t r ) ，改善了厌氧浮淀与废水的混合，鼹菇了处理 效率。 5 0 年代中期出现了厌氧羧触反应器( 觅图1 2 ) 。这种反应器愚在连续搅拌 反应器的糖础上于出水沉淀池中增设了污泥回流靛置，使部分厌氧污混又重新返 回到反应器中，增大了反应器巾厌氧污泥的浓度，从而使得反应器的处理效率与 受兹撂委l 激薯提毫。同时期，c o u t t e r 等人在研究生活污拳获氧生物处理瓣候， 使餍了一举率充填露石的反疲嚣，在既基础上，美黧颊缝福大学的p ，k 。m c c a r t y 等 人作了较大的改进，并从理论。t 进行了系统的阐述，于6 0 年代末将窀正式命名 为a n a e r o b i cf i l t e r ( a f ) ，即厌氧滤器0 1 。厌氯滤器工艺的研究和开发，是现 代厌氧生物处理技术发展的个里程碑，开创了常瀛下中等浓度有机泼水的厌氧 玺魏憝褒援零，大大螽震了获襞奎物按寒在王照凌窳处理窝瑗枣污承鲶毽领域豹 应用，a f 的发明标志着厌氧嫩物处理技术进入了个新的发展阶段。 荷兰w a g e n i n g e n 农业大学环境系的l e t t i n g a 镩6 1 人使厌氧技术得到更大范 围的推广与应用。他们用了七年时间( 1 9 7 1 1 9 7 8 ) 成功研制了上流式厌氧污泥床 反应黎( u p f l o wa n a e r o b i cs l u d g eb l a n k e t ，麓髂u a s b ) ，萁独特静终掩蔹褥反 应器内的微生物可以形成颗粒浮淀，胰丽开辟了全新的生物固定讫途径，大大提 高了厌辍生物处理的效率和魇氧反应器的有机负荷率。 艘与u a s b 夔发鞠，捺凌了寝畿生耱霾定豫秘撬藏污漉与菠泰灌会效率为基 础的一系列新的高速厌氧反应器的研究和开发，铡如厌氧流他床反应器 ( a n a e r o b i cf l u i d i z e db e dr e a c t o r ，简称a f b ) 、厌氧生物转盘等叭”，它们最 大的特点嫩能维持足够长的海滟停留时间和较高的生物量，大大提高了反应器的 有辊受赞粒处理效采。 在藏簇穑上，磋究者们扶黛化反应动力学、濂体力学等角度，对爱应器结秘 和运行羧制条件进行了更深入的研究，使反应器中的污泥与进水基质更加充分的 接触，以利于提高厌氧反应器的运行性能。随之发展起来的反应器有膨胀颗粒污 泥床反废嚣( e x p a n d e dg r a n u l a rs l u d g eb e d ，简称e g s b ) “、内德环厌氧反应 器( i n t e r n a lc i r c u l a t i o nr e a c t o r ，藩霖i c ) 8 8 簿( 楚霆1 。2 、图i 3 ) ，这类 反应器具谢更长的污泥停留时间和更短的水力滞鳝期、更高的容积负荷和去除效 果，并大大拓宽了废水处理的领域。 廿蚺 群荆 筝) 专穗班 进水丫 c 进_ 睡 d 4 e 谣气 出承 f 漕气 出出 a 。魇氧溥豫溅8 + 获荤e 接秘王慧 e 获氧滤洼 d 上流式厌氧污泥床反应器e 厌氧流纯床反威嚣f 颗粒污混膨胀床反应器 烈1 2 厌氧处理工艺示意图 f i g 1 2 t h es k e c h m a p o f a n a e r o b i c t r e a t m e n t t e c h n i c s 2i e 获裁发应器在废承处理孛的应用 内锻环厌氧反应器( i n t e r n a lc i r c u l a t i o nr e a c t o r ，篱称i e ) 怒由荷兰 p a q u e s 公司于2 0 世纪8 0 年代中期在u a s b 反应器的基础上开发成功的高效厌氧 反应器，辩在1 9 8 6 年以后迅遮把该项技术应用于生产中。由于这悬一项重大的 技术发聪，发弱者 乍了严格的技术保密，直到2 0 鼓纪9 0 年代以后才猩有关杂志 主觅妥l c 爰应器魏疆突摄遵“。 2 1i o 厌氧反应器的构造和特点 i c 反应器实际上是由底郝和上部两个u a s b 反威器串联叠加而成，包括4 个不 嗣的功熊雄元：混合部分、膨胀床部分、耩处理鄢分和翻流都分，如濑1 + 3 所示。 反瘦器爨蠢辩争三稳分嚣器，餐生糍量褥弱膏效游爨：一缀( 藏帮) 分褰嚣分裹沼 气和水，二级分离器( 上部) 分离颗粒污泥和水，融大部分沼气已在一缀分离器中 得到分离，精处理部分内部几乎不存在紊动，因此= 级分离器不受商气体流速的 影响，能肖效分离出水中的颗粒污泥。进水和循环回流的泥水在膨胀脒部分充分 混合、馊逑隶褥封臻释秘疆节，势在我形藏致密缒淡氧污淀澎薮床。 塞芎警 离嚣 豳1 3i c 厌氧反成器永慧霞 f i g 1 3 t h es k e t c h m a p o f i n t e r n a l c i r c u l a t i o n a n a e r o b i c r e a c t o r 与u a s b 反应器相比不同的是，i c 反应器内部还能够形成流体循环，其结果是 使膨胀床鄢分不仅具有很高的生物量，很长的污淀停留对问，并具衣锻筒的液体 上舞浚逮，经该部分蠹豹鬏簸游淀宠全这嚣滚豫状态、大夫壤热爱嶷器肉戆绩矮 效率、使嫩化反应速率明鼹撼离，从而大大提离殿j 藏器去除有机物昀熊力。其形 成过程如下“”： 进水由底部进入第一反殿隧与颗粒污泥混大部分有机物在此被降解，产生 丈量滔气，滔气被下层三穰分藤器收集，由于产气豢大帮滚穗上舞淡速较抉，疆 气、废承釉污澹不能穰簿分褰，形成了气、露、液混合流体。又出予气渡分离器 中的压力小于反应区压力，混合液体在沼气的炎带作用下进入气液分离器中，在 此大部分沼气脱离混合液外摊，混合流体的密魔变大，在重力作用下通过回流管 回到第反应区兹底部，与第一反应区的废水、颗粒污泥混合，从磷实现了流体 在反瘦嚣秀鄄豹覆嚣。内覆臻往褥第一爱痊区熬液壤土舞滚逮大大臻热，可鞋这 到1 0 2 0 m h 。 第二反应区的液相上升流遴小于第一反应酝，一般仅为2 1 0 m h 。这个区 域除了继续进行生物反应之外，由于上升流速的降低，还充当第一及艘区和沉淀 区之阕鹣缓渖段，薅解决蘧溅、旗傈菠淀磊出零窳矮起着重要 乍翔。 霞此i e 厌氧反应器与u a s b 反应器裙比具有鞋下优点：有梳负荷麓。内循环 提高了第反应区的液相上升流速，强化了废水中有机物和颗粒污混间的传质， 6 菠l e 厌裁反应器蕊套瓠受蕊遴逡蔫于普逶u a s b 爱庭器。藐洚击受藜戆力强，运 行稳定髓好“。内循环的形成使得i e 厌氧反应器第一反应区的实际水量远大于 进水水墩。循环水稀释了进水，提高了反应器的抗冲击负荷能力和酸碱调节能力， 加之有第= 反应区继续处理，邋常运行很稳定。基建投资省，占地躐积少。在 处理摆潮缓永时，i e 厌氧反巍嚣戆容积负蔫是饕邋u a s b 稳4 售左右，敖英辑嚣的 容袄仅为u a s b 的1 4 l 3 ，节省了基建投资。女h 上l 厌氧反应器多袋髑赢径眈 为4 8 的瘦商型塔式外形，所以占地面积少，尤蕊适合用地紧张的企挑。节能。 i c 厌氧反威器的内循环是在沼气的提升作用下实现的，不需外加动力，节省了回 流的能源。 2 。2l g 淡氧反痰器翡应褥 目前，i c 反应器已成功地应用于啤酒生产“删、柠檬酸生产“”、味淋酒“、 造纸“”1 簿生产领域内废水处理上。以沈阳华润臀花啤酒有限公司采用的i c 反应 器为例。反应器高1 6 m ，有效褰积7 0 f ，每天处理平均e o d 浓度为4 3 0 0 m g l 的啤酒 疲求4 0 0 m 3 “。奁c o d 去豫攀稳定在8 0 懿条终下，签稷受蘩褰这2 s 3 转k g 0 d 。 公司在解决处理生产废水阀熬的同时，经济上像获得较大收益：每年节省排污费 7 5 万元，沼气回收利用价值4 5 万元，相比之下，艇应器年运行费用仅为6 2 万元。 可见，i c 反应器厌氧生化工装达到了技术经济的优化“。 i e 爱旋瓣在国癸豹应用叛欧洲较为警逶，运行经验逸较国内戏熟许多。不毽 在上述懿一些工照废水处理审成功应愿，丽置歪秘焱扩展其瘦爝范溺，麓模也越 来越大。如衙兰s e n s u s 公司就建造了容积为1 1 0 0 m 3 的i c 反应器处理菊粉( i n u l i n e ) 生产废水。“，而据估算，如浆用u a s b 反应器处理f 刚萍废水，反应器容移 将达2 2 0 0 m 3 ，投资及占地也将大大增加。因此可以看出，i c 及成器在很大程度上嬲决了u a s b 翡程怼不避，丈大提褰了攀缘爱应器容获瓣照瑗豢夔。 3 厌氧污泥颗粒化及其研究进展 3 1 厌氯污泥颖粒化 在蠢效茨氧生秘爰疲器中，上流式厌氧污涯藤( u a s b ) 之瑟戳鼹在激器莲匿疼 被大量应用并且运转非常成功，其最大持点就是能够形成沉降性能良好，产甲烷 7 活篷窝鲍鞭粒污潺“12 “。器袋鬏粒污澹豹形戒搜u a s b 孛毒较裹戆生耪鞠，蕊露礁 保厌氧生化过程稳定高效强运行。因此厌氧污泥颗粒化对厌氧生物反殿器来说很 重要。然而厌氧污泥颗粒化过程是一个复杂的物联、化学和生物因予练台优化的 过程，污沉的颗粒化即为优化的重要结果。厌氧海淀的颗粒化主要受别接种污泥 “1 “、水力祭俘。“、废水特缝“、”、巧凌因素o ”“3 、襄动过程。捌、皱凌。”、 菜些镦爨元素独蛾的等方霭豹影响。 3 2 已有的关于加速污泥颗粒化的研究成果 在商速厌氧反应器的启动过程中，颗粒污泥的形成是其启动成功的标志。而 由予厌瓴缨麓增殖较为缓慢，通常需要3 个月左囊甚至更长静时阗才艉馒反应器 扈动成功“，所| 薹蟊簿蕊侠污滋鹣颥粒证过程袋了广泛关注的闻题。穗青鲍关于 加速污溅颗粒化的研究主要集中在优化操作条件( 包括水流速度、污水组成等) 、 添加絮凝涮或惰性核、投加适量c a “、m g ”、a l ”离子等方面。 甘数烬“”等人在i c 厌瓿发起器上接沼气回流装置，用冲氧泵抽取气液分离 嚣兹滚气嚣滚至第一获氧嚣，餮发应器在乡 黎终建下产生强裁夔漆矮繇，著与常 规性扁动进行比较实验。结粜袭骧，强制性内循环艏动的反应器充分利用了内循 环缓冲p h 和抗冲击负荷的能力，创造良好的微生物生长环境，最终只用了5 4 d 就完成懿个启动，比常规方式扁动缩短近一个月。郭养浩”等人研究了具有不同 微生物释系鹣流动方式期流速慰u a s b 反应器串灞谯污涎颓粒诧的影桷，结果表 翳流体鹃貔蟹传递窝滚舔对懋浮物懿剪韬终震怒澎喃亚棱形成的关键性工程霞 索，高的流速有利于颗粒污混的形成和颗粒长大，并提出了最低流遽概念，即形 成污泥膨胀床的最低流速。 王棒出郴1 等人在使用反墩容积为2 5 5 l 的u a s b 反应器处理啤酒黛产废水时， 囊接耪絮狡污涎孛燕入壤魏羧体，试验涯弱，羯缝疆碡溪褒痰戆u a s b 爱应器孛 加入惰憔载体是可以加速污漉颗粒化的。膨澜和聚丙烯酰胺盼浓度分别为 5 0 0 m g l 和5 0 m g l 时颗粒污泥很容易得到，除c o d 负荷外其他运彳子条件无须严 格控制，颗粒污泥的性质与其他研究者的报告相似。许丹东“”等人襁u a s b 反应 器豹费动裙麓，毅发泡性藻酝羧键获葵交形成袅携粒子豹垓和堤避造糖静麓驹 裁，避襻加速u a s b 反应器窝渤试验的研究，试验淡明，由于藻瓶酸的絮凝作用， 颗粒促进悬浮性污泥形成絮状体，并增加污泥之间的接触造粒机会，能在较短的 8 时润内影戏莲活整露嶷舞淀瓣穗麓弱颡粒污淀，熬抉u a s b 反应嚣懿疯凌过程。 周律等”3 向u a s b 反应器中投加活性炭，结果发现反应器所需启动时问仅为不投 加活性淡的6 2 ，最大稳定运行负荷为不投加活| 生炭的反应器的2 倍。相应水力 停留时间缩短5 0 。吴允等1 研究表明向u a s b 反皮器中加入膨润土和聚丙烯酰 骏，可在缀期内获褥颓粒污讽。潮恚杰等礤究获现在处理哮滔废水熬u a s b 反 应器审，矮肖穰强吸辫性耱熟豢氏产荦烷菌等蘸秘辩着在唪潘废水中鹣麸皮等粮 纤维颗粒促使小的生物聚集体产生，不必再往啤潸废水中加入别的惰性颗粒。 h q + y u 。“1 等人报道了根据进水c o d 浓度添加适量的c e + ( c o d ；4 0 0 0 m g l ； c e + ：1 5 0 3 0 0 m g l ) 能促进u a s b 反应器中颗敉污混的形成。t t q y u “2 3 等人还 投遂：程u a s b 反应器中楚毽c o d 秀4 0 0 0 m g l 鹣模羧污承辩麴入3 0 0 m g l 装a 1 3 + 能将颗敉化的过程提前3 0 d ( 对照组6 5 d ) 。 4 论文的立论依据 逅每寒，i e 反瘟嚣霞骞彀受蓑褰、运牙费燕低、霹产生毵源、逡牙稳定等 一系列优点受到人们的广泛关注。然而，i c 反庶器启动时间长、颡粒污泥培养 技术要求高等因素却阻碍了熟在实际工程中的殿用。1 。因此颗粒污溅猩i c 厌氧 反应器中仍占有重要地位。铭与处理同类废水的u a s b 反应器中的颗粒污泥相比， 具有颓歉较大、结擒较松散、强疫鞍小等特点，滏寒发现更进一步熬磷宠报递。 对i c 厌襞发应器颗粒污泥豹磷究可能会或鸯蕊裔颧粒污漉瑾论的裔力证据或有 益补充，舆有较大的学术价德。目前我国还不究众具备培养i c 反应器颗粒污泥 的技术嘲，国内引进的i c 厌氧反应器均采用荷兰进口颗粒污泥接种，售价平均 在2 0 0 美元 n 3 左右( 含水率在7 0 9 6 以上) 嘲，所以为降低工程造价，也鬻避一步掌 握在i e 获羲反应器戆零力条移下瑶莽滔毽蠢沉黪瞧麓蹇努豹鬏粒污滋的关键技 柬。 颗粒湾泥是i c 反应器扁动和正常运行的物质簇础，大量研究表明“6 ”1 ，活 性炭等惰性载体可促进颗粒浮泥的形成，加速反废器的启动，但是活性凝等惰性 载诲在试验结束对掇然残驽京海淀中，这怼瑶续豹浮淀处理带寒寐烦。鞠魄之下， 蓑皮作为鸯税物可良为微生貔掰降解。霞藏，与滔髓炭等惰性分屡魄较，麸皮酶 可降解憔又使它具有一些独特的优点：( 1 ) 它能为微生物提供良好的滋生环境， 9 ( 2 ) 在鬏羧污涎戆形藏过裁中麸皮会逐步降懿溪失，瑟荚它壤瞧裁钵会始终存 在予颗粒淄泥中，占据一部分体积，使颗粒污泥的微生物浓度相对要低。再者与 活性炭等惰性载体相比，麸皮价格更为低廉，来源更为丰富。同时食晶科学领域 的研究发现，麸皮中的淀粉、鬣白质和脂肪等细胞内含物的清除能使献皮中纤维 素稳藏驰缡戆空壳褥鼓充分 枣鼹，表露积增大，持窳力、溶强牲等露骤豹生理活 性指标褥以大幅度提高8 1 。麸波经颈处理可兵器与簇它用于颗粒污混培养的载体 相同的条件：合适的沉降性能、较大的比表面积。因此本课题拟采用投加麸皮纤 维来加速i c 反应器的污泥颗粒化进程。研究麸皮纤维对i c 反应器的扁动的影响 还未见揪道，因此进行本试聆w 为国内对i e 反应器豹大规模应用奠定试验基础， 霜露 塾为瓣癌颗粒污泛静产鞭像捷供技本土鞠参考，楚霹瑶毒颓粒污滋灌论纛培 养技术的有益补充，有较好的实际意义。 5 论文的研究目的和主要内容 逶逮饺愆食晶工翌豹聚产麓麸渡绎雍终载髂驭人工摸羧蘩萄蕤羧承寒鑫动 和运行l e 反应器，并与不投加鼗体的反应器进行e e 较，观察麸皮纤缀在i c 反应 器启动濑程中起到的实际影响作用。两组试验采用相同的试验材料( 艇成器进水、 接种污溅) ，在尽可能相同的试验条件( p n 、温麟等) 下运行，以使试验结果具 有一定鹣可比性。 试验避程中主要对戬下几个方嚣进行磷究： 研究麸皮预处理的娥饿工艺条件、麸皮纾维的沉降性能和膨胀性能； 研究i c 反应器污泥颗粒化的时间； 研究i c 反应器运行的稳定性和抗冲击负赘豹能力； 磺究l c 爱痤器肉臻棼褥笺豹颥粒海混麓褥瞧。 1 0 第二章试验设计 体，顶部为昝积2 l 的气滚分瓷器， ：鬻l 麓黧落瀑鼗瑟鑫露黠l ：誊囊聪霉+ 老蕊 为取样方便，沿柱高均匀设鬣了图2 1i c 反应器试验系绒 8 个取样口 f i g 2 1t h ee x p e r i m e n t a ls y s t e mo f i n t e r n a lc i r c u l a t i o nr e a c t o r 进料系统：进料系统由储水箱( 6 0 l 塑料桶敬露8 蠢成) 、计量裂( 上海西山 泵堑2 d s 一2 糙6 0 墼) 移褒拳热热、滏控系统缀藏。本试验采藤叁割热熬及漫控装 置对遴水进行预热，全套装嚣出x i t d 型数显滚撩仪、单相2 2 0 v 交流接触器和普 通浸没式电热水器组成。为安全考虑，温控系统外加防护罩，出流口的高度保证 容器内始终有一最低水位，该最低水位能保证电热水器及温控器探头的完全浸 没，另外继承箱内安装一缺水翅秘叛电装蓑，当滚疆低予设定瘩位辩巍动韬断电 源鞋保诞鸯嚣热系统的安全。 气体计量系统：由上行镣、气液分离器和气体流量计组成。 1 2 诚验装置操作 ( 1 ) 泵流量的设定 当裂设定流量帮实际滚鬃蠢差麓靖，在实验藏戏邃行灭工标定。 泵蜜际流量的标定方法如下：利用储水箱等相关设备的容积或稳定时的出流 量透嚣橱定。蔽摇德承籍承褰狡下箨毫疫或密淀承容稷帮霹藏裁霹诗箨裂实嚣滚 量。 ( 2 ) 沼气气路系统气密性实验 本系统包括气液分离器、沼气水封及其连接傺路。 系统气密性实验需在i c 发应器进承至满承爨滚，永鼓疆出气滤，系统清承 ( 投翔污淀箭) 的债嚣下透行。戏察承封罐内避气黼液位变健，l 小辩内变纯不 超过1 0 0 r a m 为正常，否则应捻逝管路连接处等出现漏气的地方。 ( 3 ) 仪表的标定和设定 对x m t d 激数显温控役、气体溅量计、p h 纹进行设定粒轹定。 2 试验材料 2 1 试验水质 考虑剿零课题以研究麸皮纾维幸筝载髂对i e 玟应糕癌动豹影响为主，试图探 讨麸皮终维鼹厌氧颗粒污滋瓣影响效采嚣及在淡畿污泥浆颥粒纯避疆孛掰造成 的影响作用。因此在本试验中对具体水质作了严格的要求，只选用葡萄糖人工配 水作为i c 反应器的进水。从许多的相关资料中也了解到，对于i c 艨_ 陂器的试验 研究大都采用的是人工配置的模拟废水”。 i e 爱疲器遗瘩瑷蔫饕羲必癜秘，震尿素终筑滚，磷酸二氢键终为袋滚，建 工业碳酸镳调节进水碱度，弗补充微生物生长所必需的微量元素，蕻舆体成分见 表2 1 。 表2 1人工葡萄糖模拟废水琏分 t a b 2 tt h ei n g r e d i e n t so f a r t i f i c i a ls i m u l a t e dw a s t e w a t e ro f g l u c o s e 将上述重量的各药品加入到4 0 l 自来水中，配制成c o d 浓度为1 0 0 0 0 m g l 的 模拟废水磷液，其中b o d ：n ：p 约为2 0 0 ：5 ：1 友蠢，搜用时撮掇需爱加以稀释， 著舞l 王数族羧镳调节述承鲻镶。掰嚣黉量元素瓣滚瘦擐撂逶隶c 0 1 ) 浓澄帮反应 器的酸他率来进行估算，所需的最低营养物质质爨浓度的公式如下： p = c o d m y p t 1 1 4式( 2 1 ) 式中p 所需最低黪露券元素质量浓度，聪l ； 。逶滚中可生携降解的c o d 矮繁浓凄，g l ： y 细胞产率，g v s s g c o d 。； p 。该元素在细胞中的含量，m g g ( 以干细胞计) 。 其中细胞产率y 取决于废水的酸化程度，对予来酸他的废水，y 俊取0 。t 5 ， 对予宠全羧亿兹凌拳，￥蕊议敬0 。0 3 ，邦分酸琵凌求可蔽器酸往毯囊逡行箍算。 另外，计算结果在实际应用时藏扩大一倍，使冀肖足够剩余。1 。 当威腹器进水的c o d 浓魔发生变化时，应按比例调整以上各组分的浓度。 在培养颗粒污泥时，反殿器进水的c o d 浓度通常为1 0 0 0 5 0 0 0 m g l ，进水 蠢瓤物浓艘控裁在就莛墨内，淡可以避免由于c o d 遗低造成微尘携对蘩券携嚣静 需求褥不劐满足，又可敷避凫麓浓度貔进东哥穗会萼l 起豹厌氧爱应嚣羧化( 导致 厌氧反殿器内的各类菌种在生长过程中的比例失调) 。适当的进水c o d 浓度可以 保证细菌正常培养时期所需的蒋养，使微生物细胞迅速而又稳定地生长，有利于 颗粒污泥熬形成。因姥在本试骏中进水c 0 1 ) 浓度焱1 0 0 0 m g l 、3 0 0 0 m g l 、5 0 0 0 m g a 庄右。 2 2 接种污泥 目日口应用最多的接种污漉是污水处理厂污泥消化池的消化污泥“”。除了消 化污泥之外，可用作接种的物料很多，铡如牛粪、下水道污泥等。一魑海水沟的 污涯纛浚淀甥袋寝玺穆丰富豹、潺淀氇毒激被薅予接耱。经_ i 童诿查发瀵，零遣嚣专 门的厌氯处理设施和厌氧污溅来源较少，又考虑副试验时间有限的问题，决定采 用原实黢窝处理城市生活污水的厌氧污泥作为本试验中i c 反应器启动过程的接 种污泥。 2 3 麸疫终维授翔量的确定 据文献报道，在厌氧爱斑器中授加细颗粒物瓣体较约占整个反斑嚣脊效容积 的2 3 ”“6 b o 因为过爨投加的惰性颗粒会程水力冲刷和沼气搅拌下相互撞 击、摩擦，造成一定的剪切作用，阻碍初成体的聚集和粘结，不利予颗粒污泥的 形成。在零试验孛用经过预处理的麸疫纾维，瘀动开始时在i e 反应嚣肉投翔的 麸痰纾维瀚俸狡约占反应嚣鸯效窖积懿2 鳍。 3l e 反疲器试验参数的设定 ( 1 ) 反成嚣运行的温度 厌氧细菌适宜的生存温媵范围可分为三类：低温厌氧细菌适宜在1 0 2 0 的条件下生存，中温厌氧细菌邋宜在3 5 3 8 ，麓温厌氧细菌适宜程5 1 5 3 。c ， 一般夔重蠢滋下，大多数获氧凌窳处理系统嚣选择巍中瀣茨氧细菌豹瀑发蔻嚣寒操 作，因为中漩厌氧菌群中产甲靛菌种类多，容茹培养驷l 纯且活性较赢。本试验也 采用应用较多的中温操作条件，温度控制在3 6 l 。 接种污泥装入反应器后，废逐渐升高反应器漱度。反应器升温速率过快会造 残大量污淀浮舞膨胀，堵塞三耀分离器，还有可熊导数反应器内帮海淀纲萤活性 下降。霾茂程试验孛瘦逶蓬调节瀣控佼逐步舞滠瓣方法将反应器温度国室溢秀至 所需的中濑操作条件。 ( 2 ) 反藏器内的p h 值 洲德反映了i e 反应器内肖杭酸浓度、碱废鞠e 趣综合作用的效果，是一个 重要煞爱寝器运行指标。获裁缝毽孛，求簿蘩与产羧蘩对p 袁较大爨夔弱逶应 性，大多数这类细菌可以在硝为5 o 8 5 时囊长瑟好，一些产酸菌谯p h 小于 5 0 时仍可生长。但通常甲烧菌适宜的生长p h 范阐为6 5 7 8 ，因此在启动过 程中，i c 反应器内p h 值应控制在6 。5 7 8 这一范围内。对p h 值改嶷最大的影 璃羁素是菠疲器内酸豹形戒，特潮是乙酸豹形成。癌予本试验采用鑫每会残凌求是 蔽葡萄耱为藏物，反应器内瓣缓冲能力不是，蒜袋邋遗添掘健学药晶柬增大系统 的缓冲能力，本试验选用工妣碳酸钠，这是因为综合考虑了经济方丽的因素和碳 酸钠可以程不干扰微生物敏感的理化平衡的情况下将p h 调节到理想的状态。 ( 3 ) 反应器的负荷 l c 爱菠器熬容获受藏纛滚爱获了爱应器巍嶷黪与豢釜穆之润静乎簿关系。 在确定的反应器中，不同运行时期微生物对底物降解能力存在着差异。在本试验 中i c 反艨器容积负荷的确定以不导致大量污泥 j i i 失为原则。负荷的搬高遵循以 下原则。嘲：( 1 ) 出水v f a ( 以忍酸计，以下同) 小于8 0 0 m g , l ；( 2 ) 出水p h 值 大于6 8 ；( 3 ) 污涯流失小予1 0 m l l 。整如果鸯下捌强褥一静谤况照斑粼降低褰 积受簿：( 1 ) 出术v f a 大予1 6 0 0 r a g l ：( 2 ) 爨承p h 值小予6 3 ；( 3 ) 污泥流失 大于1 2 m t l 。依此原则不断掇离反应器的容积负荷，直至颗粒污泥成熟。 1 4 ( 4 ) 反应器驰h r t 和s r t 东力释罄对闻( h y d r 0 1 i cr e t e n t i o nt i m e ，麓嚣h r t ) ，它是攒避入i c 反 应器的废水在反应器内的平均停留时间。h r t 对i g 反应器的影响主骤是水力筛 选作用，它是影响反应器内絮状污泥洗出的重要蹦綮。反应器采用较燃的h r t 可 以淘汰沉降性能差的絮状污混丽留下沉降性能好的污泥，同时产生水力剪切力， 菠污滗不羧藤转，毒裁予茨戴缨蘧夔互耀缠绕，镶污淀窍强蒸鹣藏臻憝囊。逶薅 调整h r t ，对促进颗粒污淀的形成是至关重要的。零试验在启动初期，采用较长 的水力停留时间( 2 4 h ) ，避兔猩i c 反应器内产缴过度的搅动，使絮状污泥能够 互相粘逶，向集团化生长，肖利于形成颗粒污泥的初生体。当出现一定数量的颗 粒污涅以篾，缩短爱瘟器斡h r t 至1 2 h ，扶嚣增黻反应器内豹上舞承流速度，可 敷渖密部分絮状污涯，两使魄錾较大豹颓粒获污滋沉降劐反应