搜索
环境导报1996年第3期环境科技UASB反应器中加入惰性载体促进颗粒污泥生成王林山(东北大学沈阳吴允张勇王升荣Grsnulationinthe四OngLinshQnWuYun110006)(沈阳华润雪花啤酒有限公司沈阳110021)UASBRe8CtorWithInertCsrriGrSZhangyongWangShengorng摘要使用一个反应容积为2551的UASB反应器处理啤酒生产废水,向接种絮状污泥中加入情性妓体,问歇进料7天内出现颖拉污泥、4周内形成稳定颖拉污泥床,coD去除率为90写。试验温度为16~33℃。对领拉污泥形成机理进行了讨论。关键词UASB反应器垮润土PAM情性载体颖拉污泥间歇式室温AbstraetByaddinginertearriersintoseedsludge,weekinthelab一UASBreaetorwhiehtreatedbrewerywastegranularsludgewasobtainedwithinawaterwiththereaetorvolumeof2551.Afterfourweeks,thesludgebedregionwasfilledupwithgranularsludge,theCODremovalratewas90%.Theexperimentwasperformedunderroomtemperature,about16~33aC.Themaehenismofgranulationwasdiseussed.KeywordsUASBreaetorBentonitePAMInertearriesGranulationIntermitteneeRoomtemPeratureUASB反应器高效稳定运行的关键在于能培育得到颗粒污泥〔,,2习。UASB反应器中颗粒污泥的形成得到了广泛研究「卜s]。培养颗粒污泥是专业性和技术性要求很高的工作,特别是常温下实现颗粒化困难更大比日〕。到目前为止,成功获得颗粒污泥的研究大部分在中温(34~39℃)条件下〔跳,3。影响颗粒污泥的因素有污水特性、运行参数和环境因素,在条件适当的情况下,经4~6个月可获得颗粒污泥〔幻。尚未有在间歇式反应器中形成颗粒污泥的报道〔月。有关UASB反应器中颗粒污泥形成的理论和实践,大多着重于微生物学研究以及调节污水性质、控制运行条件仁1一`。」。本试验从一个新的角度进行尝试,向接种絮状污泥中加入膨润土和聚丙烯酞胺(PAM)作为惰性载体,间歇式进料在常温下简易而稳定地获得颗粒污泥。的事实,在设立破坏耕地罪时,不妨考虑从重处罚,把该罪规定为两个罪刑单位:一是处三年以下有期徒刑、拘役或者管制,可以单处或者并处罚金;二是处三年以上十年以下有期徒刑,可以单处或者并处罚金。破坏耕地罪的法律条文设计如下:“违反保护耕地法规破坏耕地致使耕地面积减少或者质量下降情节严重的,处三年以下有期徒刑、拘役12或者管制,可以单处或者并处罚金;情节特别严重的,处三年以上十年以下有期徒刑,可以单处或者并处罚金。”(收稿1996一04一01)作者简介姜爱林:工程师,中国法学会会员,中国土地学会会员,著有专著多部,发表学术论文100多篇。(本栏责任编辑梅昌汉)王林山等/UASB反应器中加入惰性载体促进颗粒污泥生成1实验过程1.1废水试验用废水取自沈阳某啤酒厂污水处理场一沉池,其性质见表l。这是高浓度有机废水。在实验后期,进料废水中加入了适量酵母浆,使COD浓度达到14000~20ooomg/1。进水的pH值未调节。表1废水性质(mgl/)COD55TNTP总碱度按挥发酸按CaCO3计CHsCOOH计8000~200009005509016004.5~6.01.2接种污泥接种污泥为絮状污泥,取自沈阳某啤酒厂污水处理场4号UASB反应器,总悬浮固体(TSS)和总挥发性固体(TVS)分别为25.69l/和16.79l/。接种污泥在清水中为粉末状。1.3惰性载体实验用惰性载体为两种工业产品,A载体为粉末状膨润土,B载体为聚丙烯酞胺(PAM)。使用前都配成水溶液。1.4试验UASB反应器试验装置如图1所示。反应器为透明有机玻璃制成,内径46.sem、高180em、有效容积2551。反应器安装在污水处理场车间内,无任何保温装置。1·5UASB反应器实验从沈阳某啤酒厂污水处理场的4号uAsB反应器中取出801絮状污泥和1001溢流水加入试验UASB反应器,搅拌情况下先后加入A、B试剂,反应器中A、B试剂浓度分别是500mgl/和somgl/。在整个试验期间反应器采用间歇式进料方式。试验在夏季进行,持续90天。运行温度为室温,温度变化范围为16~33℃。2结果与讨论.21运行结果在最初7天中颗粒污泥开始出现,COD负荷为kIg/(m3·d),然后开始逐渐增加;到第14天时COD负荷为Zkg八m,·d),COD去除率达到了82%;到第21天时COD负荷为4kg/(m,·d),以后未再增加;4周后颗粒污泥充满UASB反应器污泥床,运行稳定,COD去除率为90%。表2是试验UASB反应器与沈阳某啤酒厂污水处理场4号UASB反应器运行情况的比较。两者相比,COD去除率和产气率相近,但试验中COD负荷增加一倍。表2两种反应器运行情况COD负荷c0D去除率产气率〔kg/(m3·d)〕(%)〔kg/(m3·d)〕2.04。U90~9490,20.4950.4841.贮液糟2.进杆泵3.阀门4.布水器5.污泥床6.取样口7.溢流口8.气体流蚤计几几,几`.几:几几丸丸寒葬童童托托簇母淤诊诊图1实验装置示意2.2颗粒污泥特性实验开始4周后,反应器内污泥床充满颗粒污泥,TSS为58.69/l、TVS为32.19/l。许多研究者认为,UASB反应器中TVS与TSS之比值介于30%~90%「9〕,本实验中这一比值为56.6%。实验中产生的颗粒污泥沉降性优良、活性高。试验证明,惰性载体的加入对COD去除率无明显影响,可见膨润土和PAM对厌氧环境下的产甲烷菌无毒副作用。2.2.1外观颗粒污泥为黑色,形状不规则,一般为球形或椭球形,直径0.5一3.omm,个别达smm。13环境导报1996年第3期环境科技.2.22沉降性能取出Zooml本试验颗粒污泥加入sooml量筒中,再加入200ml清水,充分搅拌后静置观察。在最初smin内污泥界面平均下降速率可以达到16.Zmm/min,而在同样条件下取自沈阳某啤酒厂污水处理场4号UASB反应器的絮状污泥同期平均下降速率只有1.lmm/min。污泥颗粒越大沉降速度越快,其值随粒径变化的范围是8.5一26.lmm/min。这与其他研究者的报告相似〔,j。2.3颗粒污泥的形成机理PAM是应用十分广泛的水处理剂,膨润土作为吸收剂和絮凝剂也被用于水净化和污水处理。笔者首次将它们加入UASB反应器促进颗粒污泥的生成。本试验进行时沈阳某啤酒厂污水处理场4号UASB反应器已运转两年余,反应器内仍未见颗粒污泥生成。运行温度在16~33`C之间变化,可以说温度对本试验颗粒污泥的形成影响不大。试验观察中,UASB反应器中单独加入膨润土或PAM都不能得到颗粒污泥,必须同时加入。在接种污泥中,污泥和细菌表面带负电荷10[」,膨润土在水介质中形成胶体,其端面带正电荷对污泥和细菌有一定的吸附作用。PAM加入后,通过PAM与膨润土胶体之间的桥联作用ll[〕生成由厌氧污泥、产甲烷菌、膨润土和PAM组成的松散絮凝物,成为颗粒污泥的一级生长核心。细菌很容易在惰性表面附着比`。弓.随新生菌的附着结团絮凝物逐渐密实、比重增大,成为沉降性好、活性高的颗粒污泥。其后,附着的细菌膜或大的颗粒污泥破裂,碎片又提供了颗粒污泥的次级生长核心。如此,在UASB反应器中形成了颗粒污泥。3结论试验证明,向处理啤酒废水的UASB反应器中加入惰性载体以加速颗粒污泥的生成是可行的。膨润土和PAM的浓度分别为50omgl/和50mgl/时颗粒污泥很容易得到,除COD负荷外其他运行条件无须严格控制。颗粒污泥的性质与其他研究者的报告相似〔,几。144致谢本试验得到阎淳、王贤森、徐广业、王勇、赵军、郭倩、张宁和陈永利等同志的大力协助,在此深表感谢。参考文献1陈坚,李春生,伦世仪.厌氧颗粒污泥的形成机制.中国环境科学,1993,13(5):3342方治华,柯益华,郝晓刚,潘永亮,古大田.UASB反应器处理制药废水及其颗粒污泥形成条件的研究.中国沼气,1992,9(3):l3陈玉谷,李艳,王庭放,等.UASB反应器处理酒精废液颗粒污泥形成过程的研究.环境科学学报,1994,14(1):1134曹业始,张辉,李玉珍.UASB反应器处理酒精生产废水的研究.环境化学,1991,10(4):195Wuweimin,Hujieui,GuXiasheng,ZhaoYizhang,ZhangHui,GuGuoguan.CultivationofanaerobiegranularsludgeinUASBreaetorwithaerobieaetivatedsludgeasseed.Waterreseareh,1987,21(7):7896龟井昌敏,桃井清至,原田秀树,淦沉智,津惠直美.UASB反应器处理含脂肪废水.水处理技术,1989,30(12):177周琪,胡纪萃,顾夏声.升流式厌氧污泥层反应器水力混合特性研究.环境科学学报,1995,15(2):1708刘志杰,陆正禹,李静,等.处理啤酒废水的生产性UASB反应器常温下培养颗粒污泥的过程及工艺条件.中国沼气,1994,12〔4):39申立贤.高浓度有机废水厌氧处理技术.北京:中国环境科学出版社,1991.68~11810斯特罗纳奇SM,拉德T,莱斯特JN.工业废水的厌氧消化过程.北京:中国环境科学出版社,198951~72n王鸿喜·膨润土.北京:地质出版社,1980.1一105(收稿1996一04一08)作者简介王林山:在职博士生,讲师,33岁,曾参加三项国家级科研项目,在国内外刊物上发表论文9篇。(本栏责任编辑侯春陶)