IC厭氧反應(yīng)器調(diào)試及顆粒污泥的培養(yǎng)

1、江西吉安市新琪安科技有限公司EGS映氧污泥床反應(yīng)器調(diào)試方案南京工業(yè)大學(xué)2013.4.13EGS蹣試及厭氧顆粒污泥的馴化一、調(diào)試計(jì)劃1、顆粒污泥菌種經(jīng)研究決定EGSB顆粒污泥菌種選用山東金禾檸檬酸集團(tuán)污水站的顆粒污泥，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察，顆粒污泥的性狀非常好。其粒度分布較均勻，大小在2-3mm,表面光滑，呈現(xiàn)灰黑色；顆粒的密度較大，沉降性能非常好，幾乎幾秒鐘的時(shí)間，顆粒就與水分離，且水色清澈，沒(méi)有渾濁現(xiàn)象。產(chǎn)氣量大，靜置幾分鐘時(shí)間，容器內(nèi)就產(chǎn)生大量的氣泡升浮到液面，需要不時(shí)地打開(kāi)容器的瓶蓋排氣。見(jiàn)圖示。2、顆粒污泥的運(yùn)輸由于調(diào)試時(shí)間緊，近日氣溫高，決定選用30噸槽罐車(chē)由高速公路運(yùn)輸。由于顆粒污泥價(jià)格較高

2、，考慮檸檬酸廢水與三氯蔗糖廢水在水質(zhì)性質(zhì)上存在一定的差異，需要積累和掌握三氯蔗糖廢水顆粒污泥馴化的經(jīng)驗(yàn)和要求，以減少調(diào)試的風(fēng)險(xiǎn)，保證調(diào)試時(shí)間。基于上述的考慮，調(diào)試分兩階段進(jìn)行。第一階段先調(diào)試西北面的EGSES應(yīng)器，待調(diào)試成功進(jìn)入第二階段調(diào)試余下的反應(yīng)器。根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)結(jié)果，利用顆粒污泥進(jìn)行馴化，所需顆粒污泥量要求大于12kg/m3,據(jù)此計(jì)算，第一階段一個(gè)罐體所需干污泥量大于9600kg,按污泥的含水率為90%-93%+算，則濕污泥量為96t120t。按100t采購(gòu)，三輛槽罐車(chē)運(yùn)輸。3、顆粒污泥的驗(yàn)收運(yùn)輸車(chē)到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)收含水率、顆粒形態(tài)和污泥量檢驗(yàn)驗(yàn)收：(1)含水率檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備一只10

3、0ml或1000ml玻璃量筒，運(yùn)輸車(chē)到現(xiàn)場(chǎng)后，取泥量至量筒的刻度，經(jīng)510分鐘的靜置沉淀，泥水界面大于8ml或80ml,即含水率滿(mǎn)足要求；(2)顆粒形態(tài)觀察觀察沉淀筒中的顆粒污泥的形態(tài)。如顆粒的大小約23mm形狀呈球形或橄欖狀，顏色呈灰黑色，即形態(tài)滿(mǎn)足要求；(3)污泥量估算根據(jù)槽罐車(chē)的形狀，量測(cè)污泥的液位深度。通常液位超過(guò)罐頂，在罐頂人孔頸位附近。否則，量不夠。4、顆粒污泥的裝填(1)排空EGSIM應(yīng)罐內(nèi)污水，以免現(xiàn)存廢水對(duì)接種顆粒污泥產(chǎn)生毒害作用；(2)直接裝填，減少中間環(huán)節(jié)從槽罐車(chē)到反應(yīng)器官直接裝填，盡可能減少中間環(huán)節(jié)，以免打碎顆粒污泥；(3)應(yīng)采用螺桿泵增壓提升顆粒污泥輸送提升應(yīng)采用螺桿

4、泵，以免導(dǎo)致顆粒污泥破碎解體；(4)管道輸送流速應(yīng)小于1.0m/s,以免打碎污泥；(5)適當(dāng)加熱在輸送污泥罐上設(shè)置間接加熱裝置，使污泥溫度保持在35Co5、污泥馴化(1)馴化時(shí)間：約20天(2)污泥負(fù)荷：分三階段增加負(fù)荷，第一階段：0.051.5kgCOD/kgMLSS.d第二階段：1.63.0kgCOD/kgMLSS.d；第三階段：3.15.0kgCOD/kgMLSS.d(3)原水：第一階段：生化系統(tǒng)出水；第二階段：生化系統(tǒng)出水和預(yù)處理系統(tǒng)出水各一半水量；第三階段：預(yù)處理系統(tǒng)出水；(4)進(jìn)水量：50n3/h;進(jìn)水頻率：1次/h;(5)進(jìn)水管上設(shè)置流量計(jì)，以準(zhǔn)確計(jì)量流量；(6)進(jìn)水水質(zhì)濃度：2

5、000mg/L8000mg/L;(7)進(jìn)水溫度控制：原水溫度通過(guò)加熱器控制在37Co二、調(diào)試馴化必須注意以下幾點(diǎn)1營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素在當(dāng)廢水中N、P等營(yíng)養(yǎng)元素不足時(shí)，不易于形成顆粒，對(duì)于已經(jīng)形成的顆粒污泥會(huì)發(fā)生細(xì)胞自溶，導(dǎo)致顆粒破碎，因此要適當(dāng)加以補(bǔ)充。(1) N源不足時(shí)，可添加氮肥、含氮量高的糞便、氨基酸渣及剩余活性污泥等；(2) P源不足時(shí)，可適當(dāng)投加磷肥。鐵、鍥、鉆和鉆等微量元素是產(chǎn)甲烷輔酶重要的組成部分，適量補(bǔ)充可以增加所有種群?jiǎn)挝毁|(zhì)量微生物中活細(xì)胞的濃度以及它們的酶活性。2選擇壓通常將水力負(fù)荷率和產(chǎn)氣負(fù)荷率兩者作用的總和稱(chēng)為系統(tǒng)的選擇壓。選擇壓對(duì)污泥床產(chǎn)生沿水流方向的攪拌作用和水力篩

6、選作用，是EGS贊一系列無(wú)載體厭氧反應(yīng)器形成顆粒污泥的必要條件。高選擇壓條件下，水力篩選作用能將微小的顆粒污泥與絮體污泥分開(kāi)，污泥床底聚集比較大的顆粒污泥，而比重較小的絮體污泥則進(jìn)入懸浮層區(qū)，或被淘汰出反應(yīng)器。定向攪拌作用產(chǎn)生的剪切力使顆粒產(chǎn)生不規(guī)則的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有利于絲狀微生物的相互纏繞，為顆粒的形成創(chuàng)造一個(gè)外部條件。低選擇壓條件下，主要是分散微生物的生長(zhǎng)，這將產(chǎn)生膨脹型污泥。當(dāng)這些微生物不附著在固體支撐顆粒上生長(zhǎng)時(shí)，形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結(jié)構(gòu)。液體上升流速在2.53.0m/d之間內(nèi)，最有利于EGS阪應(yīng)器內(nèi)污泥的顆?；?。3有機(jī)負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率可降解的有機(jī)物為微生物提供充足的碳源和能源

7、，是微生物增長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。在微生物關(guān)鍵性的形成階段，應(yīng)盡量避免進(jìn)水的有機(jī)負(fù)荷率劇烈變化。實(shí)驗(yàn)研究表明，由絮狀污泥作為種泥的初次啟動(dòng)時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率在0.050.4kgCOD/(kgVSS.d)時(shí)，有利于顆粒污泥的形成。4堿度堿度對(duì)污泥顆?；挠绊懕憩F(xiàn)在兩方面：一是對(duì)顆粒化進(jìn)程的影響；二是對(duì)顆粒污泥活性的影響。后者主要表現(xiàn)在通過(guò)調(diào)節(jié)pH值(即通過(guò)堿度的緩沖作用使pH值變化較小)使得產(chǎn)甲烷菌呈不同的生長(zhǎng)活性，前者主要表現(xiàn)在對(duì)污泥顆粒分布及顆?；俣鹊挠绊?。在一定的堿度范圍內(nèi)，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器污泥顆?；俣瓤?，但顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器具污泥顆?；俣嚷?，但顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性高。

8、因此，在污泥顆?；^(guò)程中進(jìn)水堿度可以適當(dāng)偏高(但不能使反應(yīng)器體系的pH>8.2,這主要是因?yàn)榇藭r(shí)產(chǎn)甲烷菌會(huì)受到嚴(yán)重抑制)以加速污泥的顆?；?，使反應(yīng)器快速啟動(dòng)；而在顆?；^(guò)程基本結(jié)束時(shí)，進(jìn)水堿度應(yīng)適當(dāng)偏低以提高顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性。5接種污泥顆粒污泥形成的快慢很大程度上決定于接種污泥的數(shù)量和性質(zhì)。根據(jù)Lettinga的經(jīng)驗(yàn)，中溫型EGS取應(yīng)器的污泥接種量需稠密型污泥1215kgVSS/m3t稀薄型污泥6kgVSS/m。高溫型EGSE&應(yīng)器最佳接種量在615kgVSS/m3過(guò)低的接種污泥量會(huì)造成初始的污泥負(fù)荷過(guò)高，污泥量的迅速增長(zhǎng)會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)各種群數(shù)量不平衡，降低運(yùn)行的穩(wěn)定性，一旦控

9、制不當(dāng)便會(huì)造成反應(yīng)器的酸化。較多的接種菌液可大大縮短啟動(dòng)所需的時(shí)間，但過(guò)多的接種污泥量沒(méi)有必要。6溫度溫度對(duì)于EGSB勺啟動(dòng)與保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的影響。EGSES應(yīng)器在常溫(25C),中溫(33C41C)和高溫(55C)下均能順利啟動(dòng)，并形成顆粒污泥。但絕大多數(shù)EGSm動(dòng)過(guò)程的研究都是在中溫條件下進(jìn)行的，也有少數(shù)低溫啟動(dòng)的報(bào)道。另外，不同種群產(chǎn)甲烷菌對(duì)生長(zhǎng)的溫度范圍，均有嚴(yán)格要求。因此，需要對(duì)厭氧反應(yīng)的介質(zhì)保持恒溫。不論何種原因?qū)е路磻?yīng)溫度的短期突變，對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程均有明顯的影響。三、加速污泥顆?；姆椒?投加無(wú)機(jī)絮凝劑或高聚物投加無(wú)機(jī)絮凝劑或高聚物為了保證反應(yīng)器內(nèi)的最佳生長(zhǎng)條件，必要時(shí)

10、可改變廢水的成分，其方法是向進(jìn)水中投加養(yǎng)分、維生素和促進(jìn)劑等。2投加細(xì)微顆粒物向反應(yīng)器中投加適量的細(xì)微顆粒物如粘土、陶粒、顆?；钚蕴康榷栊晕镔|(zhì)，利用顆粒物的表面性質(zhì)，加快細(xì)菌在其表面的富積，使之形成顆粒污泥的核心載體，有利于縮短顆粒污泥的出現(xiàn)時(shí)間。但投加過(guò)量的顆粒會(huì)在水力沖刷和沼氣攪拌下相互撞擊、摩擦，造成強(qiáng)烈的剪切作用，阻礙初成體的聚集和粘結(jié)，對(duì)于顆粒污泥的成長(zhǎng)有害無(wú)益。3投加金屬離子適量惰Tt物如Ca2+KMg2刖CO32、SO42等離子的存在，能夠促進(jìn)顆粒污泥初成體的聚集和粘結(jié)。多位研究者研究了顆?；卸栊灶w粒的作用。四、厭氧顆粒污泥的形成厭氧顆粒污泥是由產(chǎn)甲烷菌，產(chǎn)乙酸菌和水解發(fā)酵菌等

11、構(gòu)成的自凝聚體。其良好的沉淀性能和產(chǎn)甲烷活性是開(kāi)流式厭氧污泥床反應(yīng)器成功的關(guān)鍵，顆粒污泥的化學(xué)組成和微生物相對(duì)其結(jié)構(gòu)和維持起著重要作用，顆?；^(guò)程是一個(gè)多階段過(guò)程，取決于廢水組成，操作條件等因素。綜述了近年來(lái)厭氧顆粒污泥及其形成機(jī)理的研究進(jìn)展內(nèi)容包括厭氧顆粒污泥的基本特性和微生物相，厭氧顆粒污泥結(jié)構(gòu)及其顆?；^(guò)程。1、厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)啟動(dòng)與污泥活性提高階段：反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷一般控制在2.0kgCOAm3d以下，運(yùn)行時(shí)間約需l1.5個(gè)月。值得注意的是： 最初污泥負(fù)荷應(yīng)低于0.10.2kgCOD/kgTS.d; 在廢水中的各種揮發(fā)性脂肪酸沒(méi)有充分分解之前，不要增加反應(yīng)器的負(fù)荷； 應(yīng)將反應(yīng)器內(nèi)的環(huán)

12、境條件控制在有利于厭氧微生物（主要是產(chǎn)甲烷細(xì)菌）繁殖的范圍。 投產(chǎn)時(shí)，使反應(yīng)器有效截留重質(zhì)污泥并允許多余（穩(wěn)定性差的）污泥流出反應(yīng)器。顆粒污泥形成階段：有機(jī)負(fù)荷一般控制在2.05.0kgCOD/m3.d污泥在重質(zhì)污泥顆粒的表面富集、絮凝并生長(zhǎng)繁殖，最終形成粒徑為15mm勺顆粒污泥。此階段也需11.5個(gè)月。污泥床形成階段：反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷大于5kgCOD7m3.do反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度逐步增大，顆粒污泥床的高度也相應(yīng)增高。顆粒污泥床的形成約需34個(gè)月。2、顆粒污泥的類(lèi)型桿菌顆粒污泥”，粒徑約13mm松散球形顆粒污泥。主要由松散互卷的絲菌組成，絲菌附著在惰性粒子表面，也稱(chēng)為“絲菌顆粒污泥”，粒徑約l5mm緊密球狀顆粒污泥。主要由甲烷八疊球菌組成，粒徑較小，一般為0.10.5mm3、顆粒污泥的性質(zhì)顆粒污泥一般呈球形或橢球形，具顏色呈灰黑或