厭氧浮動生物膜反應器處理高濃度有機廢水

2022-05-25 02:57:05 字數 1911 閱讀 8383

在改變進水水質期間,控制hrt基本不變,將進水濃度逐步公升高。在hrt變化階段,保持進水濃度不變,數次改變水力停留時間。最後突然降低hrt,考察反應器在水力衝擊負荷下工況的變化。

整個試驗在室溫下進行,溫度變化範圍20~28℃。

3 試驗結果與分析

3.1 容積負荷與cod去除率

負荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關係,容積負荷的變化可以通過改變進水濃度或水力停留時間來實現。在試驗中,首先保持停留時間基本不變(平均為23.5h),進水cod濃度從5327.

7mg/l逐漸公升高到20140.0mg/l,相應的容積負荷從5.38kgcod/(m3·d)增到20.

62kgcod/(m3·d),cod去除率隨進水濃度增加而緩慢下降,最高達98.5%。之後,將進水濃度控制在14522mg/l,水力停留時間分別為76.

1245.89、32.35、23.

11、17.87 h,相應的容積負荷從4.58 kgcod/(m3·d)增到19.

50kgcod/(m3·d)。cod去除率隨水力停留時間的變化存在乙個分界點 ,低於此值,cod去除率隨水力停留時間減小而迅速下降;高於此值cod去除率基本穩定。由表1可以看到,在試驗條件下,當容積負荷增高時,afbbr的去除[kgcod去除/(m3·d)]增高,顯示了強大的處理能力。

3.2 水力衝擊負荷的影響

afbbr表現出較高的抗衝擊負荷特性。在進水濃度為20140mg/l時,水力停留時間突然從23.44h降至3h,衝擊時間持續6h,容積負荷增加8倍,達到161.

1kgcod/(m3·d)。反應器在遭到衝擊後執行引數的變化見表1,cod去除率變化見圖2。在衝擊負荷過後3h,cod去除率降到最低33.

65%,24h後cod去除率恢復到72%,40h後恢復到80%以上,表明該反應器具有很大的緩衝能力,抗衝擊負荷能力強。這與該反應器的特點有關,該反應器上部懸浮填料起到過濾器的作用,在負荷衝擊時可以防止大量汙泥流失,有利於反應器效能的迅速恢復。另一方面填料表面生物膜量僅佔總生物量的15%,電子顯微鏡下觀察,其主要是甲烷細菌,因而在衝擊負荷下產酸菌雖流失多,但繁殖迅速,有利於反應器迅速恢復正常。

另外在反應器遭到衝擊負荷後,採取適當的攪拌和汙泥回流措施可避免反應器內揮發酸過度積累並穩定反應器內生物量,有利於反應器效能的迅速恢復。

3.3 生物相分析

反應器中微生物由兩部分組成:①附著生長在填料上的生物膜;②懸浮汙泥在反應器底部形成的顆粒汙泥床。試驗過程中發現,生物膜主要生長在填料的內表面,外表面上幾乎沒有生物膜。

這可能與填料外層水流紊動大於填料內部,外表面上生物膜受到更大的剪下應力有關。鏡檢發現生物膜內菌種以甲烷八疊球菌屬和桿菌為主,其中甲烷八疊球菌屬佔視野的50%~60%,沒有發現絲狀菌,並存在以甲烷八疊球菌屬和桿菌分別佔優勢的區域。同位素示蹤已證實消化器中70%以上的甲烷來自乙酸,乙酸型產甲烷細菌主要為產甲烷索氏絲狀菌和八疊球菌,而當乙酸濃度高時,甲烷八疊球菌更具有競爭力,這與該反應器出水揮發酸濃度較高相一致。

反應器的底部存在顆粒汙泥床,汙泥床高度為30cm,顆粒粒徑0.5~0.7mm,沉降效能良好sv為15%。

顆粒汙泥中生物相當豐富,以桿菌、球菌、絲狀菌、螺菌為主,顆粒汙泥與生物膜中的生物存在明顯差異。

在穩定執行時,測定反應器微生物總濃度(mlss)為36.68g/l,其中生長的微生物量佔85%,這可能是由於上公升水流和產生氣體的作用對外表面生物膜生長有影響。

4 結論

①好氧預掛膜顯著改變了載體表面效能,有利於厭氧菌的附著、生長,縮短反應器的掛膜時間。

②厭氧浮動床生物膜反應器處理高濃度有機廢水,在常溫下取得了良好效果。在容積負荷為5.38~20.

62 kgcod/(m 3·d),水力停留時間為0.98d時,cod去除率最高達到98.54%,平均為90.

4%。③厭氧浮動床生物膜反應器內微生物濃度高,活性強,存在懸浮與附著生長的微生物系統,並有其各自的優勢菌種。

④厭氧浮動床生物膜反應器緩衝能力大,抗衝擊負荷能力強,無堵塞與汙泥流失的問題。

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