堿度對(duì)UASB污泥顆?；挠绊?/h1>

論文類型	技術(shù)與工程	發(fā)表日期	2002-08-01
來(lái)源	《中國(guó)給水排水》2002年第8期
作者	曹剛,徐向陽(yáng),馮孝善
關(guān)鍵詞	UASB 污泥顆?；?/a> 堿度 SMA
摘要	堿度對(duì)UASB污泥顆?；挠绊懕憩F(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)顆?；M(jìn)程的影響；二是對(duì)顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性(SMA)的影響。在一定的堿度范圍且其他條件一致的情況下，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器內(nèi)污泥顆?；俣瓤?，但顆粒污泥的SMA低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器內(nèi)污泥顆?；俣嚷?，但顆粒污泥的SMA高，因此可通過(guò)調(diào)整進(jìn)水堿度來(lái)影響污泥顆?；M(jìn)程及污泥的SMA。

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曹 剛，徐向陽(yáng)， 馮孝善
(浙江大學(xué) 環(huán)境工程系， 浙江杭州 310029)

　　摘　要： 堿度對(duì)UASB污泥顆?；挠绊懕憩F(xiàn)在兩個(gè)方面：一是對(duì)顆粒化進(jìn)程的影響；二是對(duì)顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性(SMA)的影響。在一定的堿度范圍且其他條件一致的情況下，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器內(nèi)污泥顆粒化速度快，但顆粒污泥的SMA低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器內(nèi)污泥顆?；俣嚷?，但顆粒污泥的SMA高，因此可通過(guò)調(diào)整進(jìn)水堿度來(lái)影響污泥顆?；M(jìn)程及污泥的SMA。
　　關(guān)鍵詞：UASB；污泥顆?；粔A度；SMA
　　中圖分類號(hào)：X703.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)08-0013-04

Effect of Alkalinity on Sludge Granulation in UASB
CAO Gang, XU Xiang?yang, FENG Xiao?shan
(Dept of Environmental Engineering,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China)

　　Abstract：Alkalinity has the effect on sludge granulation in two aspects,one is the effect on the course of granulation,and the other is on the specific methanogenic activity (SMA) of granular sludge.In a certain alkalinity range and other unanim ous condition,in a reactor with higher influent alkalinity,sludge granulation occurs at more rapid speed and SMA is lower;in a reactor with lower influent a lkalinity,sludge is granulated at slow speed and SMA is higher.Therefore,the course of sludge granulation and sludge SMA can be affected by adjusting the influent alkalinity.
　　Keywords:UASB; sludge granulation; alkalinity; SMA

　　在污水厭氧處理過(guò)程中的堿度系指反應(yīng)器中發(fā)酵液結(jié)合氫離子的能力，通常用CaCO₃濃度(mg/L)表示，發(fā)酵液的堿度主要是由碳酸鹽(CO₃^2-)、重碳酸鹽(HCO₃-)以及部分氫氧化物(OH-)所組成。?
　　以杭州市檸檬酸廠污水處理站的厭氧污泥為種泥，研究了厭氧條件下不同進(jìn)水堿度對(duì)UASB反應(yīng)器RⅠ、RⅡ內(nèi)污泥顆粒化的影響。由于堿度會(huì)影響pH值，故pH值過(guò)高(＞8.2)會(huì)對(duì)產(chǎn)甲烷細(xì)菌產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制(產(chǎn)甲烷菌適宜生長(zhǎng)的pH值為6.5～7.8)；另一方面堿度不能始終保持在同一水平，因?yàn)殡S著反應(yīng)器負(fù)荷的提高，揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量也增多，導(dǎo)致反應(yīng)器的pH值降到6.5以下，這樣也不利于產(chǎn)甲烷細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此研究堿度對(duì)污泥顆?；挠绊憰r(shí)不可能使兩個(gè)反應(yīng)器各自的堿度一直不變，而是使反應(yīng)器RⅠ的進(jìn)水堿度始終高于RⅡ，同時(shí)也兼顧了反應(yīng)器內(nèi)pH值的變化。?

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料
　　① 接種污泥
　　接種污泥的pH值為7.25，產(chǎn)甲烷活性(SMA)為145mLCH₄/(gVSS·d)，VSS為27g/L，VSS/TSS為0.45。
　?、?模擬廢水的配制
　　母液配制：葡萄糖為95g/L，牛肉浸膏為2g/L，NH₄Cl為25g/L，KH₂PO₄為1.2g/L，K₂HPO₄為0.5g/L，MgSO₄·7H₂O為4g/L，F(xiàn)eSO₄·7H₂O為1g/L，CaCl₂(無(wú)水)為1.5g/L；微量元素營(yíng)養(yǎng)液：ZnCl₂為500mg/L，HBO₃為500mg/L，(NH₄)Mo7O₂₄·4H₂O為500 mg/L，CoCl₂·6H₂O為500mg/L，AlCl₃為500mg/L，NiCl₂為500mg/L，CuCl₂為300mg/L，MnSO₄·H₂O為5000mg/L。
　　根據(jù)進(jìn)水COD濃度取一定量的母液進(jìn)行稀釋，同時(shí)加入微量元素營(yíng)養(yǎng)液(1mL/gCOD)。
　?、?堿度調(diào)節(jié)劑
　　用NaHCO₃調(diào)節(jié)。
1.2 試驗(yàn)裝置
　　試驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。反應(yīng)器實(shí)際體積為1.4L，有效體積為1.2L，內(nèi)徑為55mm，高為60cm。

1.3 分析方法
　　pH值：采用pH儀測(cè)定；堿度：溴甲酚綠—甲基紅指示劑滴定法，見(jiàn)參考文獻(xiàn)^{［1、2］}；COD：重鉻酸鉀法，見(jiàn)參考文獻(xiàn)［2］；?SMA：見(jiàn)參考文獻(xiàn)^［3］；污泥顆粒粒徑分布：見(jiàn)參考文獻(xiàn)^［4］。?

2　結(jié)果與討論

2.1 顆?；^(guò)程控制
　　UASB啟動(dòng)時(shí)進(jìn)水COD濃度為1g/L，HRT為24 h，在產(chǎn)氣量較穩(wěn)定且COD去除率＞80%時(shí)增加反應(yīng)器負(fù)荷。各階段負(fù)荷增加與?HRT變化見(jiàn)圖2，各階段末COD去除率見(jiàn)圖3。?
　　在容積負(fù)荷為3.6g/(L·d)與4.8 g/(L·d)階段、COD去除率≤80%時(shí)又進(jìn)一步提高了負(fù)荷，這主要考慮到污泥負(fù)荷為0.3～0.51kgCOD/(kgVSS·d)利于絮狀污泥生長(zhǎng)而不利于顆粒污泥生長(zhǎng)，因此在這兩個(gè)負(fù)荷階段的反應(yīng)器運(yùn)行時(shí)間比較短(4d)。試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然這兩個(gè)負(fù)荷階段的COD去除率＜80%，但在接下來(lái)的負(fù)荷階段可以使運(yùn)行時(shí)間稍長(zhǎng)，COD去除率依然很快能達(dá)80%以上。?

2.2 進(jìn)水堿度對(duì)出水堿度、pH值的影響
　　顆?；^(guò)程中反應(yīng)器RⅠ、RⅡ進(jìn)水堿度的變化見(jiàn)圖4，出水堿度變化見(jiàn)圖5。

2.3 SMA的變化
　　SMA的變化見(jiàn)圖7。

　　在顆?；^(guò)程中SMA逐漸增大，說(shuō)明隨著顆?；潭鹊奶岣撸磻?yīng)器內(nèi)污泥的產(chǎn)甲烷活性也隨之提高。從圖7可以看出，RⅠ中污泥的SMA始終低于RⅡ中污泥的SMA，因此在一定堿度范圍內(nèi)，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器中SMA反而低，而進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器中SMA卻高。造成這一結(jié)果的原因是進(jìn)水堿度高時(shí)發(fā)酵液的pH值相應(yīng)高一些，而產(chǎn)甲烷菌在pH＜6.5或pH＞8.2的環(huán)境中會(huì)受到嚴(yán)重抑制，這樣相對(duì)低的堿度有利于產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)繁殖，所以其產(chǎn)甲烷活性相對(duì)高一些。從圖7還可以看出，在顆粒化初期RⅡ中污泥的SMA比RⅠ的增加得快，而在顆粒化后期RⅡ中污泥的SMA卻比RⅠ的增加得慢。隨著RⅠ、RⅡ 中SMA的增加，二者的SMA逐漸接近。?
2.4 污泥的粒徑分布
　　污泥顆粒粒徑的變化見(jiàn)圖8、9。
　　在反應(yīng)器運(yùn)行到第25天時(shí)兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)均能見(jiàn)到粒徑為0.5～1.5mm的顆粒污泥，但反應(yīng)器RⅠ中此粒徑范圍的顆粒比RⅡ中的多RⅠ中含有7%，RⅡ僅有3%)；第40天時(shí)在反應(yīng)器RⅠ內(nèi)能見(jiàn)到粒徑為1.5～3mm的顆粒(含量約為3%)，而在反應(yīng)器RⅡ中此類顆粒含量為零(實(shí)際上只能見(jiàn)到個(gè)別的此粒徑范圍的顆粒)；在反應(yīng)器運(yùn)行到第55天時(shí)RⅠ中粒徑＞0.5mm的顆粒含量為74%，按照一般觀點(diǎn)(即當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)粒徑＞0.5mm的顆粒污泥含量超過(guò)70%～80%時(shí)即實(shí)現(xiàn)了顆?；?可認(rèn)為此時(shí)反應(yīng)器RⅠ已完成了污泥顆?；?，而反應(yīng)器RⅡ中粒徑＞0.5mm的顆粒污泥含量為62%，即RⅡ未實(shí)現(xiàn)顆?；@說(shuō)明反應(yīng)器RⅠ的顆?；俣却笥赗Ⅱ，因此適當(dāng)偏高的堿度可以加速污泥的顆?；?；在第70天時(shí)反應(yīng)器RⅠ中粒徑＜0.5mm的顆粒污泥含量為17%，RⅡ中為24%也即RⅡ中粒徑＞0.5mm的顆粒污泥含量為76%，此時(shí)RⅡ?qū)崿F(xiàn)了污泥顆?；硗獯藭r(shí)反應(yīng)器RⅠ中粒徑＞1.5mm的顆粒含量為26%，而RⅡ則為18%，即堿度高的反應(yīng)器RⅠ內(nèi)粒徑大的顆粒污泥含量多。

3 結(jié)論

　　堿度對(duì)污泥顆?；挠绊懕憩F(xiàn)在兩方面：一是對(duì)顆?；M(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)污泥顆粒分布及顆粒化速度的影響。
　　在一定的堿度范圍內(nèi)，進(jìn)水堿度高的反應(yīng)器污泥顆?；俣瓤欤w粒污泥的SMA低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)器其污泥顆?；俣嚷?，但顆粒污泥的SMA高。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SMA。

參考文獻(xiàn)：

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　?。?］賀延齡.廢水的厭氧生物處理［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1998.
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　　作者簡(jiǎn)介：曹剛(1972-)，男，河南信陽(yáng)人，浙江大學(xué)博士，主要從事微生物降解方面的研究。
　　電　　話：0571)86971156?
　　E-mail:caog@263.net
　　收稿日期：2002-01-29

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