IC厭氧反應器調(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EGSB厭氧污泥床反應器調(diào)試方案南京工業(yè)大學2013.4.13EGSB調(diào)試及厭氧顆粒污泥的馴化一、調(diào)試計劃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污水站的顆粒污 泥，經(jīng)現(xiàn)場考察，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， 幾乎幾秒鐘的時間， 顆粒就與水分離，且水色清澈，沒有渾濁現(xiàn)象。產(chǎn)氣量大，靜置幾分鐘時間，容 器內(nèi)就產(chǎn)生大量的氣泡升浮到液面，需要不時地打開容器的瓶蓋排氣。見圖示。2、顆粒污泥的運輸由于調(diào)試時間緊，近日氣溫高，決 定選用 30 噸槽罐車由高速公路運

2、輸。由于顆粒污泥價格較高，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)驗和要求，以 減少調(diào)試的風險，保證調(diào)試時間?；谏鲜龅目紤]，調(diào)試分兩階段進 行。第一階段先調(diào)試西北面的 EGSB反應 器，待調(diào)試成功進入第二階段調(diào)試余下 的反應器。根據(jù)調(diào)試經(jīng)驗和試驗結(jié)果，利用顆 粒污泥進行馴化， 所需顆粒污泥量要求大于 12kg/m3, 據(jù)此計算，第一階段一個罐 體所需干污泥量大于 9600kg, 按污泥的含水率為 90%93%計算，則濕污泥量為 96t 120t 。按 100t 采購，三輛槽罐車運輸。3、顆粒污泥的驗收運輸車到現(xiàn)場后，應進行驗收含

3、水率、顆粒形態(tài)和污泥量檢驗驗收：（1）含水率檢測 現(xiàn)場準備一只 100ml 或 1000ml 玻璃量筒，運輸車到現(xiàn) 場后，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)滿足要求；（3）污泥量估算根據(jù)槽罐車的形狀， 量測污泥的液位深度。 通常液位超過罐頂，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 EGSB反應罐內(nèi)污水，以免現(xiàn)存廢水對接種顆粒污泥產(chǎn)生毒害作用；（2）直接裝填，減少中間環(huán)節(jié)從槽罐車到反應器宜直接

4、裝填，盡可能減少中間環(huán)節(jié)，以免打碎顆粒污泥；（3）應采用螺桿泵增壓提升顆粒污泥輸送提升應采用螺桿泵， 以免導致顆粒污泥破碎解體；（4）管道輸送流速應小于 1.0m/s ，以免打碎污泥；（5）適當加熱 在輸送污泥罐上設置間接加熱裝置，使污泥溫度保持在 35。5、污泥馴化（1 ）馴化時間：約 20 天（2）污泥負荷：分三階段增加負荷，第一階段： 0.05 1.5kgCOD/kgMLSS.d； 第二階段： 1.63.0kgCOD/kgMLSS.d ；第三階段： 3.1 5.0kgCOD/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)出水和預處理系 統(tǒng)出水各一半水量；第三階

5、段：預處理系統(tǒng)出水；（4）進水量： 50m3/h ；進水頻率： 1 次/h ；（5）進水管上設置流量計 ，以準確計量流量；（6）進水水質(zhì)濃度： 2000mg/L8000mg/L；（7）進水溫度控制：原水溫度通過加熱器控制在 37。二、調(diào)試馴化必須注意以下幾點1 營養(yǎng)元素和微量元素在當廢水中 N、P 等營養(yǎng)元素不足時，不易于形成顆粒，對于已經(jīng)形成的顆粒污泥會發(fā)生細胞自溶，導致顆粒破碎，因此要適當加以補充。（1）N 源不足時，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，可適當投加磷肥。鐵、鎳、鈷和錳等微量元素是產(chǎn)甲烷 輔酶重要的組成部分， 適量補充可以增加所有種群單

6、位質(zhì)量微生物中活細胞 的濃度以及它們的酶活性。2 選擇壓通常將水力負荷率和產(chǎn)氣負荷率兩者作用的總和稱為系統(tǒng)的選擇壓。 選擇壓 對污泥床產(chǎn)生沿水流方向的攪拌作用和水力篩選作用，是EGSB等一系列無載體厭氧反應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， 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入懸浮層區(qū)， 或被淘汰 出反應器。 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)運動， 有利于絲 狀微生物的相互纏繞，為顆粒的形成創(chuàng)造一個外部條件。低選擇壓條件下， 主要是分散微生物的生長， 這將產(chǎn)生膨脹型污泥。 當這些 微生物不附著在固體支

7、撐顆粒上生長時，形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結(jié) 構。液體上升流速在 2.5 3.0m/d 之間內(nèi)，最有利于 EGSB反應器內(nèi)污泥的顆粒 化。3 有機負荷率和污泥負荷率 可降解的有機物為微生物提供充足的碳源和能源，是微生物增長的物質(zhì)基 礎。在微生物關鍵性的形成階段，應盡量避免進水的有機負荷率劇烈變化。實驗研究表明，由絮狀污泥作為種泥的初次啟動時，有機負荷率在 0.05 0.4 kgCOD/（kgVSS.d） 時，有利于顆粒污泥的形成。4 堿度堿度對污泥顆?；挠绊懕憩F(xiàn)在兩方面： 一是對顆粒化進程的影響； 二是對 顆粒污泥活性的影響。 后者主要表現(xiàn)在通過調(diào)節(jié) pH值（ 即通過堿度的緩沖作用使 p

8、H值變化較小 ） 使得產(chǎn)甲烷菌呈不同的生長活性， 前者主要表現(xiàn)在對污泥顆粒分 布及顆?；俣鹊挠绊?。 在一定的堿度范圍內(nèi)， 進水堿度高的反應器污泥顆?；?速度快，但顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性低； 進水堿度低的反應器其污泥顆粒化速度慢， 但顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性高。 因此，在污泥顆?；^程中進水堿度可以適當偏高( 但不能使反應器體系的 pH8.2，這主要是因為此時產(chǎn)甲烷菌會受到嚴重抑制 ) 以加速污泥的顆粒化， 使反應器快速啟動； 而在顆?；^程基本結(jié)束時， 進水堿 度應適當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

9、，中溫型 EGSB反應器的污泥接種量需稠密型污泥 12 15kgVSS/m3或稀薄型污泥 6 kgVSS/m。高溫型 EGSB反應器最佳接種量在 6 15kgVSS/m3。過低的接種污泥量會造成初始的污泥負荷過高， 污泥量的迅速增長 會使反應器內(nèi)各種群數(shù)量不平衡， 降低運行的穩(wěn)定性， 一旦控制不當便會造成反 應器的酸化。 較多的接種菌液可大大縮短啟動所需的時間， 但過多的接種污泥量 沒有必要。6 溫度溫度對于 EGSB的啟動與保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的影響。 EGSB反應器在 常溫(25 ) ，中溫(33 41) 和高溫(55 ) 下均能順利啟動，并形成顆粒污泥。 但絕大多數(shù) EGSB啟動過程

10、的研究都是在中溫條件下進行的，也有少數(shù)低溫啟動 的報道。另外，不同種群產(chǎn)甲烷菌對生長的溫度范圍，均有嚴格要求。因此，需 要對厭氧反應的介質(zhì)保持恒溫。 不論何種原因?qū)е路磻獪囟鹊亩唐谕蛔儯?對厭氧 發(fā)酵過程均有明顯的影響。三、加速污泥顆?；姆椒? 投加無機絮凝劑或高聚物投加無機絮凝劑或高聚物為了保證反應器內(nèi)的最佳生長條件， 必要時可改變 廢水的成分，其方法是向進水中投加養(yǎng)分、維生素和促進劑等。2 投加細微顆粒物 向反應器中投加適量的細微顆粒物如粘土、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)時間。 但投

11、加過量的顆粒會在水力沖刷和沼氣攪 拌下相互撞擊、摩擦 , 造成強烈的剪切作用，阻礙初成體的聚集和粘結(jié)，對于顆 粒污泥的成長有害無益。3 投加金屬離子適量惰性物如 Ca2+、Mg2+和 CO32-、SO42-等離子的存在，能夠促進顆粒污 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)酵菌等構成的自凝聚體。 其 良好的沉淀性能和產(chǎn)甲烷活性是升流式厭氧污泥床反應器成功的關鍵， 顆粒污泥 的化學組成和微生物相對其結(jié)構和維持起著重要作用， 顆?；^程是一個多階段 過程，取決于廢水組成， 操作條件等因素。 綜述了近年來厭氧顆

12、粒污泥及其形成 機理的研究進展內(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) 構及其顆粒化過程。1、厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)啟動與污泥活性提高階段： 反應器的有機負荷一般控制在 2.0 kgCODm3d 以下，運行時間約需 l l.5 個月。值得注意的是： 最初污泥負荷應低于 0.1 0.2 kgCOD kgTS.d ； 在廢水中的各種揮發(fā)性脂肪酸沒有充分分解之前，不要增加反應器的負 荷； 應將反應器內(nèi)的環(huán)境條件控制在有利于厭氧微生物 （主要是產(chǎn)甲烷細菌） 繁殖的范圍。 投產(chǎn)時，使反應器有效截留重質(zhì)污泥并允許多余（穩(wěn)定性差的）污泥流 出反應器。顆粒污泥形成階段：有機負荷一般控制在 2.0

13、 5.0 kgCOD/m3.d。污泥在重 質(zhì)污泥顆粒的表面富集、 絮凝并生長繁殖， 最終形成粒徑為 15mm的顆粒污泥。 此階段也需 l 1.5 個月。污泥床形成階段：反應器的有機負荷大于 5 kgCOD m3.d。反應器內(nèi)的污泥 濃度逐步增大，顆粒污泥床的高度也相應增高。顆粒污泥床的形成約需3 4 個月。2、顆粒污泥的類型桿菌顆粒污泥”，粒徑約 l 3mm。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， 也稱為“絲菌顆粒污泥”，粒徑約 l 5mm；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 0.1 0.5mm3、顆粒污泥的性質(zhì)顆粒污泥一般呈球形或橢球形， 其顏色呈灰黑或褐黑色， 肉眼可觀察到顆