IC厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)及顆粒污泥的培養(yǎng)

1、IC厭氧設(shè)計(jì) IC反應(yīng)器，即內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器，相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。其由上下兩個(gè)反應(yīng)室組成。在處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，其進(jìn)水負(fù)荷可提高至3550kgCOD/(m3·d)。與UASB反應(yīng)器相比，在獲得相同處理速率的條件下，IC反應(yīng)器具有更高的進(jìn)水容積負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率，IC反應(yīng)器的平均升流速度可達(dá)處理同類(lèi)廢水UASB反應(yīng)器的20倍左右。設(shè)計(jì)參數(shù)（1） 參數(shù)選取設(shè)計(jì)參數(shù)選取如下：第一反應(yīng)室的容積負(fù)荷NV135kgCOD/(m3·d)，：第二反應(yīng)室的容積負(fù)荷NV212kgCOD/(m3·d)；污泥產(chǎn)率0.03kgMLSS/kgCOD；產(chǎn)氣率0.35m

2、3/kgCOD（2） 設(shè)計(jì)水質(zhì)設(shè) 計(jì) 參 數(shù)  CODcr BOD5 SS   進(jìn)水水質(zhì)/ (mg/L) 24074 12513 1890   去除率/ % 85 90 30   出水水質(zhì)/ (mg/L) 3611 1251 1323 （3） 設(shè)計(jì)水量Q3000m3/d125m3/h=0.035m3/s反應(yīng)器所需容積及主要尺寸的確定（見(jiàn)附圖6-4）

3、（4） 有效容積  本設(shè)計(jì)采用進(jìn)水負(fù)荷率法，（5） 按中溫消化（3537）、污泥為顆粒污泥等情況進(jìn)行計(jì)算。V  式中 V反應(yīng)器有效容積，m3；Q廢水的設(shè)計(jì)流量，m3/d；Nv容積負(fù)荷率，kgCOD/（m3·d）；C0進(jìn)水COD濃度，kg/m3；Ce出水COD濃度，kg/m3。IC反應(yīng)器的第一反應(yīng)室去除總COD的80左右，第二反應(yīng)室去除總COD的20。第一反應(yīng)室的有效容積V1 1684m3第二反應(yīng)室的有效容積V1 1228m3IC反應(yīng)器的總有效容積為V168412282912m3，這里取3000m3本設(shè)計(jì)設(shè)置兩個(gè)相同的IC反應(yīng)器，則每個(gè)反應(yīng)器容積

4、為V3000/21500m3（6） IC反應(yīng)器幾何尺寸本設(shè)計(jì)的IC反應(yīng)器的高徑比為2.5VAH 則D 8.2m，取9m，H2.5×922.5m，取23m。每個(gè)IC反應(yīng)器總?cè)莘e負(fù)荷率：NV 30.5kgCOD/(m3·d)IC反應(yīng)器的底面積A 63.6m2，則第二反應(yīng)室高 H2 9.65m，取9.5m第一反應(yīng)室的高度  H1HH2231013.5m（7） IC反應(yīng)器的循環(huán)量進(jìn)水在反應(yīng)器中的總停留時(shí)間為tHRT 16h設(shè)第二反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度為4m/h，則需要循環(huán)泵的循環(huán)量為256m3/h。第一反應(yīng)室內(nèi)液體升流速度一般為1020m/h，主要由厭氧

5、反應(yīng)產(chǎn)生的氣流推動(dòng)的液流循環(huán)所帶動(dòng)。第一反應(yīng)室產(chǎn)生的沼氣量為Q沼氣Q（C0Ce）×0.8×0.353600/2×（24.0743.611）×0.8×0.3510313×220626m3/d    每立方米沼氣上升時(shí)攜帶12m3左右的廢水上升至反應(yīng)器頂部，則回流廢水量為1031320620 m3/d，即430859 m3/h，加上IC反應(yīng)器廢水循環(huán)泵循環(huán)量256 m3/h，則在第一反應(yīng)室中總的上升水量達(dá)到了6861115 m3/h，上流速度可達(dá)10.7917.53m/h，可見(jiàn)IC反應(yīng)器設(shè)計(jì)符合要求。（8）&

6、#160;IC反應(yīng)器第一反應(yīng)室的氣液固分離幾何尺寸1 沉淀區(qū)設(shè)計(jì)三相分離器沉淀區(qū)固液分離是靠重力沉淀達(dá)到的，其設(shè)計(jì)的方法與普通二沉池設(shè)計(jì)相似，主要考慮沉淀面積和水深兩相因素。根據(jù)Stokes公式：vs 3.83cm/s138.2m/h           0.0071g/（cm·s）；顆粒污泥密度取1.05g/cm3第一反應(yīng)室三相分離器設(shè)計(jì)示意圖（見(jiàn)附圖6-5）。三相分離器單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（見(jiàn)附圖6-6）。計(jì)算BB間的負(fù)荷可以確定相鄰兩上擋板間的距離。BB間水流上升速度一般小于

7、20m/h，則BB間的總面積S為： S 12.8m2式中Q為IC反應(yīng)器循環(huán)泵的流量。設(shè)一個(gè)三相分離器單元寬為1800mm，則每個(gè)IC器反應(yīng)器內(nèi)可安裝5個(gè)三相分離器單元。設(shè)兩上擋板間的間距b1450mm，三相分離器沉淀區(qū)斜壁傾斜度選50°，上擋板三角形與集氣罩頂相距300mm，則2（h1/tg50°）b11800三相分離器上擋板高度：h1804.4mm設(shè)兩相鄰下?lián)醢彘g的間距b2200mm；上下?lián)醢彘g回流縫b3150mm，板間縫隙液流速度為30m/h；氣封與下?lián)醢彘g的距離b4100mm；兩下?lián)醢彘g距離（CC）b5400mm，板間液流速度大于25m/h，則 &

8、#160;         b2b52（ ）1800三相分離器下?lián)醢甯叨龋篽2715mm2 反應(yīng)器頂部氣液分離器的設(shè)計(jì)IC頂部氣液分離器的目的是分離氣和固液，由于采用切線流狀態(tài)，上部分離器中氣和固液分離較容易，這里設(shè)計(jì)直徑為3m的氣液分離器，筒體高2m，下錐底角度65°，上頂高500mm。IC反應(yīng)器進(jìn)水配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 布水方式采用切線進(jìn)水的布水方式，布水器具有開(kāi)閉功能，即泵循環(huán)時(shí)開(kāi)口出水，停止運(yùn)行時(shí)自動(dòng)封閉。本工程擬每25m2設(shè)置一布水點(diǎn)，出口水流速度25m/s。擬設(shè)24個(gè)布水點(diǎn)，每

9、個(gè)負(fù)荷面積為Si 2.65m2。4 配水系統(tǒng)形式本工程采用無(wú)堵塞式進(jìn)水分配系統(tǒng)（見(jiàn)附圖6-7）。為了配水均勻一般采用對(duì)稱(chēng)布置，各支管出水口向著池底，出水口池底約20cm，位于服務(wù)面積的中心點(diǎn)。管口對(duì)準(zhǔn)池底反射錐體，使射流向四周均勻散布于池底，出水口支管直徑約20mm，每個(gè)出水口的服務(wù)面積為24m2。單點(diǎn)配水面積Si2.65m2時(shí)，配水半徑r0.92m。取進(jìn)水總管中流速為1.6m/s，則進(jìn)水總管管徑為：D 2× 0.128m128mm配水口8個(gè)，配水口出水流速選為2.5m/s，則配水管管徑d 36mm出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)     出水渠寬取0.

10、3m，工程設(shè)計(jì)4條出水渠。設(shè)出水渠渠口附近流速為0.2m/s，則出水渠水深 0.145m排泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)取X0.05kgVSS/kgCOD，根據(jù)VSS/SS0.8，則X0.05/0.80.06kgSS/kgCOD產(chǎn)泥量為：XXQSr 24074×0.85×0.06×3600×10-34420kgMLSS/d每日產(chǎn)泥量4420kgMLSS/d，污泥含水率P為98，因含水率>95，去1000kg/m3，則每個(gè)IC反應(yīng)器日產(chǎn)泥量為Qs 110.5m3/d。這里假設(shè)第一反應(yīng)室污泥濃度為100gSS/L，第二反應(yīng)室為20gSS/L，則IC反應(yīng)器中污泥總量為：G1

11、00V120V2100×168430×1228205 240kgSS因此，IC反應(yīng)器的污泥齡為205 240/442046d在離兩級(jí)三相分離器下三角以下0.5m處各設(shè)一排泥口，在反應(yīng)器設(shè)放空管，口徑為100mm。產(chǎn)氣量計(jì)算每日產(chǎn)氣量：24074×0.85×0.35×3600×10-325783.3m3/d每平方米沼氣發(fā)電2kW·h，沼氣用于發(fā)電，電量為：W25783.3×251566.6 kW·h/dIC厭氧反應(yīng)技術(shù) 1  引言    廢水厭氧生物技術(shù)由于其巨大的處

12、理能力和潛在的應(yīng)用前景，一直是水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。從傳統(tǒng)的厭氧接觸工藝發(fā)展到現(xiàn)今廣泛流行的UASB工藝，廢水厭氧處理技術(shù)已日趨成熟。隨著生產(chǎn)發(fā)展與資源、能耗、占地等因素間矛盾的進(jìn)一步突出，現(xiàn)有的厭氧工藝又面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是如何處理生產(chǎn)發(fā)展帶來(lái)的大量高濃度有機(jī)廢水，使得研發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)更優(yōu)化的厭氧工藝非常必要1。內(nèi)循環(huán)厭氧處理技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)IC厭氧技術(shù)）就是在這一背景下產(chǎn)生的高效處理技術(shù)，它是20世紀(jì)80年代中期由荷蘭PAQUES公司研發(fā)成功，并推入國(guó)際廢水處理工程市場(chǎng)，目前已成功應(yīng)用于土豆加工、啤酒、食品和檸檬酸等廢水處理中2。實(shí)踐證明，該技術(shù)去除有機(jī)物的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通厭氧處理技術(shù)（如U

13、ASB），而且IC反應(yīng)器容積小、投資少、占地省、運(yùn)行穩(wěn)定，是一種值得推廣的高效厭氧處理技術(shù)。2  現(xiàn)有厭氧處理技術(shù)的局限性    厭氧處理是廢水生物處理技術(shù)的一種方法，要提高厭氧處理速率和效率，除了要提供給微生物一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境外，保持反應(yīng)器內(nèi)高的污泥濃度和良好的傳質(zhì)效果也是2個(gè)關(guān)鍵性舉措。    以厭氧接觸工藝為代表的第1代厭氧反應(yīng)器，污泥停留時(shí)間（SRT）和水力停留時(shí)間（HRT）大體相同，反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較低，處理效果差3。為了達(dá)到較好的處理效果，廢水在反應(yīng)器內(nèi)通常要停留幾天到幾十天之久。  

14、60; 以UASB工藝為代表的第2代厭氧反應(yīng)器，依靠顆粒污泥的形成和三相分離器的作用，使污泥在反應(yīng)器中滯留，實(shí)現(xiàn)了SRT>HRT，從而提高了反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，但是反應(yīng)器的傳質(zhì)過(guò)程并不理想。要改善傳質(zhì)效果，最有效的方法就是提高表面水力負(fù)荷和表面產(chǎn)氣負(fù)荷4。然而高負(fù)荷產(chǎn)生的劇烈攪動(dòng)又會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)污泥處于完全膨脹狀態(tài)，使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向轉(zhuǎn)變，污泥過(guò)量流失，處理效果變差。3  IC反應(yīng)器工作原理及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)3.1 IC反應(yīng)器工作原理    IC反應(yīng)器基本構(gòu)造如圖1所示，它相似由2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分，反應(yīng)器由下而上

15、共分為5個(gè)區(qū)：混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。    混合區(qū)：反應(yīng)器底部進(jìn)水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。    第1厭氧區(qū)：混合區(qū)形成的泥水混合物進(jìn)入該區(qū)，在高濃度污泥作用下，大部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣。混合液上升流和沼氣的劇烈擾動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水表面接觸，污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多，一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。    氣液分離區(qū)：被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng)，泥水混合物則沿著

16、回流管返回到最下端的混合區(qū)，與反應(yīng)器底部的污泥和進(jìn)水充分混合，實(shí)現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。    第2厭氧區(qū)：經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水，除一部分被沼氣提升外，其余的都通過(guò)三相分離器進(jìn)入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低，且廢水中大部分有機(jī)物已在第1厭氧區(qū)被降解，因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過(guò)沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū)，對(duì)第2厭氧區(qū)的擾動(dòng)很小，這為污泥的停留提供了有利條件。    沉淀區(qū)：第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進(jìn)行固液分離，上清液由出水管排走，沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。    從IC反應(yīng)器工作原理中可見(jiàn)，反

17、應(yīng)器通過(guò)2層三相分離器來(lái)實(shí)現(xiàn)SRT>HRT，獲得高污泥濃度；通過(guò)大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動(dòng)，使泥水充分接觸，獲得良好的傳質(zhì)效果。3.2  IC工藝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)    IC反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具有優(yōu)勢(shì)。    （1）容積負(fù)荷高：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，微生物量大，且存在內(nèi)循環(huán)，傳質(zhì)效果好，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可超過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。    （2）節(jié)省投資和占地面積：IC反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右，其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/

18、41/3左右，大大降低了反應(yīng)器的基建投資5。而且IC反應(yīng)器高徑比很大（一般為48），所以占地面積特別省，非常適合用地緊張的工礦企業(yè)。    （3）抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：處理低濃度廢水（COD=20003000mg/L）時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的23倍；處理高濃度廢水（COD=1000015000mg/L）時(shí)，內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的1020倍5。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合，使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋?zhuān)蟠蠼档土硕疚飳?duì)厭氧消化過(guò)程的影響。    （4）抗低溫能力強(qiáng)：溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含有大量的

19、微生物，溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件（2025 ）下進(jìn)行，這樣減少了消化保溫的困難，節(jié)省了能量。    （5）具有緩沖pH的能力：內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于第1厭氧區(qū)的出水回流，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度，對(duì)pH起緩沖作用，使反應(yīng)器內(nèi)pH保持最佳狀態(tài)，同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。    （6）內(nèi)部自動(dòng)循環(huán)，不必外加動(dòng)力：普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的，而IC反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán)，不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán)，節(jié)省了動(dòng)力消耗。    （7）出水穩(wěn)

20、定性好：利用二級(jí)UASB串聯(lián)分級(jí)厭氧處理，可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier6在1994年證明，反應(yīng)器分級(jí)會(huì)降低出水VFA濃度，延長(zhǎng)生物停留時(shí)間，使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。    （8）啟動(dòng)周期短：IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高，生物增殖快，為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供有利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為12個(gè)月，而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)46個(gè)月7。    （9）沼氣利用價(jià)值高：反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高，CH4為7080，CO2為2030，其它有機(jī)物為15，可作為燃料加以利用8。4  IC處理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景 

21、   IC處理技術(shù)從問(wèn)世以來(lái)已成功應(yīng)用于土豆加工、菊苣加工、啤酒、檸檬酸和造紙等廢水處理中。1985年荷蘭首次應(yīng)用IC反應(yīng)器處理土豆加工廢水，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）高達(dá)3550kg/(m3·d)，停留時(shí)間46 h9；而處理同類(lèi)廢水的UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有1015 kg/(m3·d)，停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾到幾十個(gè)小時(shí)3。    在啤酒廢水處理工藝中，IC技術(shù)應(yīng)用得較多，目前我國(guó)已有3家啤酒廠引進(jìn)了此工藝。從運(yùn)行結(jié)果看，IC工藝容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)1530 kg/(m3·d)，停留時(shí)間24.2 h，COD去除率C

22、OD>759；而UASB反應(yīng)器容積負(fù)荷僅有47 kg/(m3·d)，停留時(shí)間近10 h3。    對(duì)于處理高濃度和高鹽度的有機(jī)廢水，IC反應(yīng)器也有成功的經(jīng)驗(yàn)。位于荷蘭Roosendaal的一家菊苣加工廠的廢水，COD約7900mg/L，SO42為250mg/L，Cl為4200mg/L。采用22m高、1100m3容積的IC反應(yīng)器，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）達(dá)31 kg/(m3·d)，COD>80，平均停留時(shí)間僅6.1 h9。    我國(guó)無(wú)錫羅氏中亞檸檬有限公司的IC厭氧處理系統(tǒng)自1998年12月運(yùn)行以來(lái)一直都

23、很穩(wěn)定，進(jìn)水COD一般在8000mg/L以上，pH5.0左右，容積負(fù)荷（以COD計(jì)）可達(dá)30 kg/(m3·d)，出水COD基本在2000mg/L以下，且每千克COD產(chǎn)沼氣0.42m310。1996年IC反應(yīng)器首次應(yīng)用于紙漿造紙行業(yè)，并迅速獲得客戶(hù)歡迎，至今全世界造紙行業(yè)已建造IC反應(yīng)器23個(gè)11。    表1列出了IC反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器處理典型廢水的對(duì)照結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)可以看出，IC反應(yīng)器在很大程度上解決了UASB的不足，大大提高了反應(yīng)器單位容積的處理容量。表1  IC反應(yīng)器與UASB反應(yīng)器處理相同廢水的對(duì)比結(jié)果1對(duì)比指標(biāo)反應(yīng)器類(lèi)型ICU

24、ASB啤酒廢水土豆加工廢水啤酒廢水土豆加工廢水反應(yīng)器體積（m3）6×16210014002×1700反應(yīng)器高度（m）20156.45.5水力停留時(shí)間（h）2.14.0630容積負(fù)荷kg/(m3·d)24486.810進(jìn)水COD（mg/L）200060008000170012000COD（）80858095    隨著生產(chǎn)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能省地的厭氧反應(yīng)器越來(lái)越受到水處理工作者的青睞。IC反應(yīng)器的一系列技術(shù)優(yōu)點(diǎn)及其工程成功實(shí)踐，是現(xiàn)代厭氧反應(yīng)器的一個(gè)突破，值得進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。而且由于反應(yīng)器容積小，生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維修都十分方便，產(chǎn)

25、業(yè)化前景也很樂(lè)觀。5  IC反應(yīng)器存在的幾個(gè)問(wèn)題    COD容積負(fù)荷大幅度提高，使IC反應(yīng)器具備很高的處理容量，同時(shí)也帶來(lái)了不少新的問(wèn)題：    （1）從構(gòu)造上看，IC反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)比普通厭氧反應(yīng)器復(fù)雜，設(shè)計(jì)施工要求高。反應(yīng)器高徑比大，一方面增加了進(jìn)水泵的動(dòng)力消耗，提高了運(yùn)行費(fèi)用；另一方面加快了水流上升速度，使出水中細(xì)微顆粒物比UASB多，加重了后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)12。另外內(nèi)循環(huán)中泥水混合液的上升還易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，使內(nèi)循環(huán)癱瘓，處理效果變差。    （2）發(fā)酵細(xì)菌通過(guò)胞外酶作用將不溶性有機(jī)物水解成

26、可溶性有機(jī)物，再將可溶性的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成脂肪酸和醇類(lèi)等，該類(lèi)細(xì)菌水解過(guò)程相當(dāng)緩慢13。IC反應(yīng)器較短的水力停留時(shí)間勢(shì)必影響不溶性有機(jī)物的去除效果。    （3）在厭氧反應(yīng)中，有機(jī)負(fù)荷、產(chǎn)氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯(lián)系和平衡關(guān)系。一般較高的有機(jī)負(fù)荷可獲得較大的產(chǎn)氣量，但處理程度會(huì)降低13。因此，IC反應(yīng)器的總體去除效率相比UASB反應(yīng)器來(lái)講要低些。    （4）缺乏在IC反應(yīng)器水力條件下培養(yǎng)活性和沉降性能良好的顆粒污泥關(guān)鍵技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的IC反應(yīng)器均采用荷蘭進(jìn)口的顆粒污泥接種2，增加了工程造價(jià)。  &

27、#160; 上述問(wèn)題有待在對(duì)IC厭氧處理技術(shù)內(nèi)部規(guī)律進(jìn)行更深入探討的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐加以克服，使這一新技術(shù)更加完善。厭氧顆粒污泥的培養(yǎng)注意事項(xiàng)首先要有接種污泥，如果是已經(jīng)顆粒污泥，只需培養(yǎng)馴化一下就可以了；如果采用活性污泥的話就比較麻煩。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。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；P源不足時(shí)，可適當(dāng)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(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

28、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選作用，是UASB等一系列無(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

29、流速在2.53.0m/d之間內(nèi)，最有利于UASB反應(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，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0.20.4 kgCOD/(kgVSS•d)和污泥負(fù)荷率在0.10.25kgCOD/(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?；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

30、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)器污泥顆粒化速度快，但顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性低；進(jìn)水堿度低的反應(yīng)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?；^(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)；而在顆粒化過(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)1。根據(jù)Lettinga的經(jīng)驗(yàn)，中溫型UASB反應(yīng)器的污

31、泥接種量需稠密型污泥1215kgVSS/m3或稀薄型污泥6 kgVSS/m。高溫型UASB反應(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。一般說(shuō)來(lái)，用處理同樣性質(zhì)廢水的厭氧反應(yīng)器污泥作種泥是最有利的，但在沒(méi)有同類(lèi)型污泥時(shí)。不同的厭氧污泥同樣對(duì)反應(yīng)器的啟動(dòng)具有一定的影響，沒(méi)有處理同樣性質(zhì)廢水的厭氧反應(yīng)器污泥作種泥時(shí)，厭氧消化污泥或糞便可優(yōu)先考慮。6溫度溫度對(duì)于UASB的啟動(dòng)與保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重

32、要的影響。UASB反應(yīng)器在常溫(25)，中溫(3341)和高溫(55)下均能順利啟動(dòng)，并形成顆粒污泥。但絕大多數(shù)UASB啟動(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。2 加速污泥顆粒化的方法1 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)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、顆粒活性炭等惰性物質(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