采用向工业水中投加甲醇方式进行UASB反应器厌氧污泥的培养

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摘 要 本文介绍了采用向工业水中投加甲醇方式进行uasb厌氧污泥接种、培养过程中的现象、特征，并对培养过程中出现的一些异常现象及处理进行介绍。

关键词 UASB；污泥培养；甲醇；工业水

中图分类号 X7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2013）89-0139-02

0 引言

上流式厌氧污泥床（UASB）最早是由1971年荷兰瓦格宁根（Wageningen）农业大学拉丁格（Lettinga）教授发明的。作为一种高效厌氧生物反应器，在世界范围内被大量应用并且运转非常成功。具有水力停留时间短、剩余污泥量少、运行稳定、耐负荷冲击等优点[1]。

考虑到厌氧污泥培养时间长的特点，拟在上游装置投料试车前开始进行厌氧污泥接种、培养，由于没有废水来源，本项目采用向工业水中投加甲醇方式进厌氧污泥培养。

1 培养条件

1.1 器材

UASB反应器1个，Ф13000×8800mm；

内循环泵2台（1开1备），150m3/h；

进水调配池1个（1#中间水池），4m×4m×5.5m；

提升水泵2台（1开1备），100m3/h；

出水池1个（低浓度调节池），17.8m×8m×5.5m；

盐酸加药箱1个，Ф1800×2000mm；

沼气柜1个，Ф6180×6217mm；

污泥浓缩池1个，5m×5m×4.5m；

还包括管道、阀门、仪表等。

1.2 营养物质

甲醇、尿素、磷酸二铵

2 结果与讨论

2.1 接种污泥

向UASB注水1000m3，投加污泥54吨，以C：N：P=200：4.5：1比例投加纯甲醇200kg，尿素9kg，磷酸二铵4kg，起始温度10℃，PH为7.2。循环泵启动连续运行。

2.2 污泥培养

2.2.1 低负荷运行阶段（投加200kg甲醇，容积负荷小于0.2 kg/（m3・d））

UASB反应器在0.2 kg/m3负荷下运行了55天，COD处理能力差，温度缓慢增长，从10℃增长至22℃，PH在6.9-7.7之间波动，多数时间在7.0左右波动，COD从1020 mg/l下降至417 mg/l，反应器厌氧微生物初步具备一定的处理能力。

2.2.2 低负荷运行阶段（投加500kg甲醇，容积负荷为0.5 kg/（m3・d））

此负荷阶段持续29天，PH在6.88-7.64，温度从22℃升至27℃，碱度逐渐增大，从400 mg/l增至550 mg/l，VFA小于300 mg/l，溶解氧均小于0.16 mg/l，平均在0.12 mg/l。COD最高达到937mg/l，最低COD降至80mg/l。

2.2.3 低负荷运行阶段（投加1000kg甲醇，1 kg/（m3・d））

此负荷运行阶段持续10天，PH在6.95-7.44，温度从27℃升至28℃，VFA最低为4.2mg/l，最高为463.2mg/l，平均小于300mg/l，碱度增至630mg/l，溶解氧均小于0.12 mg/l，平均在0.11 mg/l。

此阶段共加甲醇5次，每次1000kg，每天处理COD能力达到800mg/l。

在此阶段现状：UASB表面水发黑发臭，伴随微量气泡产生。在循环泵运行情况下，从UASB下面取样口取样，样品浑浊发黑发臭。水样沉淀后，水样分三层，上下层为污泥层，絮状，中间层为清水层。上层厚道几乎等于下层厚道。

2.2.4 增负荷运行阶段（1.5 kg/（m3・d）-6.0 kg/（m3・d））

此阶段持续了30天，每天COD处理能力逐渐升高，最高可达到3000mg/l，PH在7.00-7.47之间，温度由28℃增至33℃，ALK增至896.4mg/l，溶解氧在0.11 mg/l左右，VFA均低于180 mg/l。

此阶段现状：UASB表面水质发黑发臭，伴随大量气泡产生，发出“嗤嗤”的声音。在循环泵停运情况下，水面变清，微黄。从UASB下面取样口取样，水样浑浊发黑，沉淀后污泥下沉，絮状，上面逐渐出现澄清水质。

2.2.5污泥培养结论

UASB厌氧污泥经过4个月的培养，COD负荷从小于0.2 kg/（m3・d）增长至6.0 kg/（m3・d），温度在33℃左右，PH在7.2左右，均在最适运行状态，UASB水面产生大量气泡，取样浑浊发黑，充满着污泥。做静止沉降试验，前30min沉降速度很快，30min后仍有沉降，但很慢。经过50min沉降，污泥占取样体积的40%。

3污泥培养过程中的异常现象分析及处理

污泥培养过程中的异常现象很多，下面现象及处理是本次污泥培养过程中出现的情况。

3.1 VFA高的原因及处理

在培养过程中，有时会出现VFA大于1000mg/l，COD过高，一般有以下2个原因：

1）追加的污泥中可能含有大量有机物；

2）投加的营养物质过多，造成当前状态下的微生物不能及时消耗。

在本次污泥培养过程中，追加污泥后，会出现COD突然上升，VFA升高，解决办法是暂时停加营养物质，并根据VFA变化适当置换水；如果出现分析不及时，营养添加过多造成VFA升高，可以根据VFA升高情况调整。VFA太高，则停加营养物质并置换水；如果VFA增幅不大，进行停加营养物质观察处理。

3.2 污泥上浮的原因及处理

在培养过程中，常出现污泥上浮现象，主要有以下几个原因：

1）追加的污泥中本身含有很多没有活性的污泥；

2）产气量增加。

对于第一原因，只能对上浮的污泥进行洗出；产气量增加导致污泥上浮，这是必然的现象，但产气量的增加只会导致小部分淘汰的污泥上浮，必须调整循环时间，避免因循环时间过长、上流速度过快造成更多的污泥上浮。

3.3 UASB表面水质变乳白的原因及处理

在污泥培养过程中，有时会出现UASB表面水质变乳白色现象，并伴随产气量明显减少，从UASB下部取样口取样，水样沉淀30min后，样品中污泥集体上浮的现象，主要是因为挥发性脂肪酸偏高和温度低所致。

发生此现象后，现场立即添加营养，并增加伴热提高温度。

有研究表明[2]，持续的低温造成了反应器内挥发酸的积累，使出水呈乳白色。

3.4 污泥生长过慢的原因及处理

在本次培养过程中，污泥生长过慢主要有以下几个原因：

1）第一次投加污泥量过少，后面追加污泥也不及时；

2）UASB运行温度过低；

3）管理人员更换造成部分时间处于停止不前状态。

具体解决办法就是尽快追加污泥，提高温度，加强管理。

4 结论

对于没有废水来源情况下的厌氧污泥培养，如果采用向工业水中投加甲醇方式进行，本次试验有以下结论：

1）UASB启动初期，COD处理能力极差，甚至不见下降，略有上升的波动；

2）UASB反应器温度低，厌氧污泥增至较慢；

3）随着COD容积负荷的增加，ALK逐渐增大；

4）污泥培养过程中，PH、VFA、碱度、温度、营养物质、操作管理以及分析化验都是影响污泥培养的因素，需要加强每个因素的管理，才能使得培养过程更加顺利。

参考文献

[1]张丽杰，陈建中.UASB反应器中颗粒污泥形成的影响因素.云南化工，2001，28（4）：11-13.

[2]汤金如，陈国栋，李璐.低温下UASB反应器处理高浓度有机废水可行性研究.净水技术，2007，26（3）：45-47.