UASBAF反应器处理针织印染废水起动过程的研究张琳

第225卷第2期1994年6月太原工业大字学报Vol.25No.2Jun.1994JOURNALOFTAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYUASB+AF反应器处理针织印染废水起动过程的研究张琳王增长吴国庆(环境与市政工程系)摘要以生产性针织印染废水为墓质,将七种高效脱色菌及紫色非硫光合细菌固定在活性污泥载休上,投加至UASB+AF反应器中,在常温下起动成功,培养出硕拉污泥。培养条件:水温20一23oC;pH值7.2~7.5;容积负荷0.skg.COD/m’.d~5.0kg.COD/m,.d;水力停留时间(HRT)由31h缩短至10h;色度去除率90%以上,COD去除率70%以上。关键词UASB+AF反应器;针织印染废水;脱色菌;领拉污泥中国图书资料分类法分类号TU992.03O引言继UAsB反应器问世之后,1984年加拿大学者Giuot〔`,等人首次提出上流式厌氧污泥床-滤层反应器(UASB+AF),该装置在结构上较UASB省去三相分离设备,上部的滤层能有效载流污泥,减少污泥流失,促使下部污泥区形成沉降性能好的高浓度污泥。同UASB一样,获得颗粒污泥也是UASB+AF反应器高效率处理有机废水的关键技术之一。颗粒污泥能否形成,其影响因素诸多,乃至不同水质对颗粒污泥形成的适宜条件也各不相同,国内外研究表明〔卜’〕较高浓度的啤洒酵母糖化废水、含蛋白质废水和人工配制含碳有机废水,均可培养出颗粒污泥。针织印染废水cOD在30omg/L一Zooomg/L,属于中等浓度有机废水,本文总结了采用UASB+AF反应器直接用生产性针织印染废水常温下培养成颗粒污泥的起动过程,分析了颗粒污泥形成的条件及影响因素。流量计1材料与方法UASB+AF反应器由有机玻璃制成,直径200mm;总高300omm;有效高度2400mm;有效容积63.ogL;下部卵石垫层厚200mm;污泥区高140Omm;上部半软性纤维滤层高度l000mm;澄清区高zoomm;气室ZOOmm;沿反应器高度设有6个取样口。本文19,2年4月20日收到......图1试验装置流程图DOI:10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.1994.02.018太原工业大学学报9914年试验水样取自山西针织厂生产排放废水,其主要水质指标见表表1试验水质指标COD(mg/L)PH色度(度)浊度(度)氨氮(mg/L)300~20007~97X10峨gXIO弓从山西纺织印染厂及山西针织厂的活性污泥及排污沟中分离到脱色异养菌127菌株,从中筛选脱色性能好,能使多品种染料脱色且适应性强的紫色非硫光合细菌混合菌株(PSB)及尚未鉴定的其它脱色异养菌7菌株。PSB在黑暗厌氧条件下对偶氮染料脱色能力及对环境因子的适应性较强〔幻。接种污泥取自山西针织厂氧化沟活性污泥。2UASB+AF的起动过程2.1颗粒污泥的培养将脱色异养菌及PSB的混合菌液与活性污泥以2:l比例混合,投加0.5%350目的无烟煤活性碳粉末做为颗粒污泥内核,将游离的脱色菌及PSB聚集交联固定于活性污泥上,形成比重较大的立体网状絮体,为初期起动富集污泥浓度创造了良好的物理性能,明显增强了污泥的吸附性能和沉降性能。调整pH值7.2一7.5,水温20一23℃,在生产性废水中添加生活污水及废弃豆渣浸制液,以增补氮营养源,投加少量KH:PO`以增补磷营养源,使COD,N,P约在150:5,l一200:5:l范围。起动初期进水流量ZLh/,水力停留时间31h,COD容积负荷控制在0.skg·COD/m,·d,污泥负荷0.1k5g·CODk/g·vss·d,两周之后逐渐增大进水量及COD容积负荷,由于试验水样的水质随生产性波动较大,而进水COD浓度不可大幅度波动,起动期间靠处理水回流稀释过高的浓度。65天显微镜下可观察到污泥由原来的絮状开始形成颗粒状,颗粒尺寸较小约0.smm左右,此时水力停留时间缩短至10h,色度去除率达90%以上,COD去除率达70%以上。颗粒污泥形成后不再添加营养,完全以生产性废水为基质。稳定运行后COD容积负荷可达skg·cOD/m,·d.起动过程COD和色度变化曲线及去除率如图2、图3所示。色度去除率ǎ次à并渔和侧司进水色度出水色度ǎ洲探叙à划曰ǎ%à并迷相。。。、,八一气一__,、\、、、12``甘,、、出水COD800700400500600300200100ǎ一、的任à00口时间旧)图2起动过程COD变化曲线时间旧)图3起动过程色度变化曲线太原工业大学学报1994年试验水样取自山西针织厂生产排放废水,其主要水质指标见表表1试验水质指标COD(mg/L)PH色度(度)浊度(度)氨氮(mg/L)300~20007~97X10峨gXIO弓从山西纺织印染厂及山西针织厂的活性污泥及排污沟中分离到脱色异养菌127菌株,从中筛选脱色性能好,能使多品种染料脱色且适应性强的紫色非硫光合细菌混合菌株(PSB)及尚未鉴定的其它脱色异养菌7菌株。PSB在黑暗厌氧条件下对偶氮染料脱色能力及对环境因子的适应性较强〔幻。接种污泥取自山西针织厂氧化沟活性污泥。2UASB+AF的起动过程2.1颗粒污泥的培养将脱色异养菌及PSB的混合菌液与活性污泥以2:l比例混合,投加0.5%350目的无烟煤活性碳粉末做为颗粒污泥内核,将游离的脱色菌及PSB聚集交联固定于活性污泥上,形成比重较大的立体网状絮体,为初期起动富集污泥浓度创造了良好的物理性能,明显增强了污泥的吸附性能和沉降性能。调整pH值7.2一7.5,水温20一23℃,在生产性废水中添加生活污水及废弃豆渣浸制液,以增补氮营养源,投加少量KH:PO`以增补磷营养源,使COD,N,P约在150:5,l一200:5:l范围。起动初期进水流量ZLh/,水力停留时间31h,COD容积负荷控制在0.skg·COD/m,·d,污泥负荷0.1k5g·CODk/g·vss·d,两周之后逐渐增大进水量及COD容积负荷,由于试验水样的水质随生产性波动较大,而进水COD浓度不可大幅度波动,起动期间靠处理水回流稀释过高的浓度。65天显微镜下可观察到污泥由原来的絮状开始形成颗粒状,颗粒尺寸较小约0.smm左右,此时水力停留时间缩短至10h,色度去除率达90%以上,COD去除率达70%以上。颗粒污泥形成后不再添加营养,完全以生产性废水为基质。稳定运行后COD容积负荷可达skg·cOD/m,·d.起动过程COD和色度变化曲线及去除率如图2、图3所示。色度去除率ǎ次à并渔和侧司进水色度出水色度ǎ洲探叙à划曰ǎ%à并迷相。。。、,八一气一__,、\、、、12``甘,、、出水COD800700400500600300200100ǎ一、的任à00口时间旧)图2起动过程COD变化曲线时间旧)图3起动过程色度变化曲线太原工业大学学报1994年0.15kg·c0Dk/g·vss·d,两周后靠逐渐提高COD负荷来实现污泥负荷的逐渐增加.稳定运行后,污泥负荷为0.k3g·cODk/g·VSS·d,污泥量及污泥活性在反应器内的分布见表3.表3反应器内污泥量及污泥活性位置55(g/L)VSS(g/L)Vss/55距柱底部23em47.131.50.67距柱底部46em17.110.50.61种子污泥以采用活性高的厌氧污泥为好,但也有利用好氧污泥培养成功之例,我们采用好氧活性污泥做为种子污泥经试验说明是可行的。3.3过滤层对起动的影响污泥区上部的过滤层在起动过程中发挥了作用,污泥区一部分沉降性能差的污泥上升到反应器上部,滤层的截流作用使上浮污泥被吸附在滤料上形成生物膜,减少污泥流失,这部分污泥内含大量脱色菌,在后来的稳定运行中起到较好的脱色作用,滤层色度平均去除率为85.9%.如表4所示。表4污泥区与过滤层各自处理情况色度(光密度)COD(mg/L)浊度(度)进水出水去除率(%)进水出水去除率(%)进水出水去除率(%)均平值污泥区2.040.29585.51285295773003189.7过滤层0.2950.04185.9295354负值314.685.2试验观察到滤层对COD去除效果不明显,经常出现负值,经分析认为由以下几方面所致:l)废水中某些在污泥区难以降解的有机物经滤层微生物作用,虽能进一步破坏染料发色基团起脱色作用,但短时厌氧不足以彻底分解这些有机物为简单物质,所以往往表现出COD值升高。2)滤层生物膜脱膜也是有机体,不同程度增加了COD的检测值。以上试验也说明,仅靠厌氧处理单元不能将有机物完全分解,需增设后续好氧处理单元,将厌氧分解不彻底产物以好氧生物氧化方式完全降解。滤层采用半软性填料,能较好切割气体,进行气水分离,滤层初期挂膜不易,水流速度不易大于ZLh/.有关滤层的三相分离作用及影响因素正在进一步研究。4结论l)以针织印染废水为基质,在常温下UASB十AF反应器内可以培养出颗粒污泥。起动初期控制参数:接种量59·vSS/L,进水流量ZLh/,COD容积负荷0.skg·COD/m,·d,污泥负荷为0.15kg·COD/kg·VSS·d.第2期张琳等vAsB十AF反应器处理针织印染废水起动过程的研究1012)采用固定化方式,为颗粒污泥形成创造了立体交联的条件,使游离脱色菌固定其上,改善了颗粒污泥的生物组成,为投加脱色菌种保持优势度提供有效方法。3)UASB+AF反应器处理中等浓度的针织印染废水COD容积负荷不太高,只有缩短水力停留时间才能提高COD容积负荷,但欲保证厌氧脱色效果,水力停留时间不易小于8小时,否则不利于染料发色基团的破坏和偶氮染料N一N双键断裂。4)滤层对水力筛选的上浮污泥有截留作用,减少起动时污泥流失,滤层可增强反应器的功效,污泥层脱色率85.5%,滤层脱色率85.9%.5)温度对起动影响很大,常温下20℃利于起动,温度低于巧℃难以形成颗粒污泥。参考文献1GuiotSR.oBiteehnologyletters,1984,6(3):1612伪lfingJ.WatSeiTeeh,1986.18(2):153GrotenhuisJTC,etal.WatRes,1991,25(l):214KosarieN,etal.WatRes,1990.24(12):14735胡纪萃等.水处理技术,1986,12(2):u36严月根等.环境科学,1988,9(5):67刘双江等.环境科学,1991;12(3):78吴国庆等.环境科学,1989;10(5):46Start一UPofUASBPlusAFHibridReaetorforTextileWastewaterZhangLinWangZengzhangWuGuoqing(DePartmenzofEnvironmenrala,:dM“r:iciPleE,:gineering)AbstraetUsingtextilewastewaterasfeedmaterial,thesevenstrainsofbaeteriawereinlmoblizedonaetivatedsludgeineuldinghighlyeffeetivedeeolourbueteri“mandPSB.ThenthesludgewithimmoblizedbaeteriawasaddedinanUASBplusAFhibridreaetorandstart一upatrnesophilietemperatureof20一23oC.Thesmallgranulesareeultivated.Thestart一upearriedoutunderpH7.o~7.5.Volumetrieload0.5一5.okg·COD/m’·d,andHRT31一10hors.CODremovewasabove70%.Colourremovewasabove90%.KeywordsUASBPlusAFhibridreaetor;Textilewastewater;deeolourbaeterium;smallgranulesludge.