UASB反應器處理垃圾滲濾液的快速啟動方法

1、UASB反響器處理垃圾滲濾液的快速啟動方法摘要：研究了UASB反響器處理生活垃圾滲濾液時快速啟動的條件,結(jié)果說明:在夏季的室內(nèi)水溫(2530)時,采用未經(jīng)馴化的城市生活污水廠(傳統(tǒng)活性污泥法)的剩余污泥接種,經(jīng)逐步培養(yǎng)法,通過控制較低的液體上升流速(3.0/d),可以在50d的時間里完成UASB反響器處理垃圾滲濾液的啟動,使其有機負荷(以Dr計)到達10kg/(3d),且Dr的去除率高達70？上(較常規(guī)啟動少用14個月的時間),進而在90d里完成污泥的顆粒化。關(guān)鍵詞：UASB反響器垃圾滲濾液快速啟動QuikStart-upfUpflAnaerbiSludgeBlanket(UASB)Reatr

2、inTreatingLandfilILeahateAbstrat:nditinsfrquikstart-upfUASBreatrtreatinglandfillleahatehavebeenstudied.Theresultssh:attheebientatertepteperatureinsuer(2530),heninulatedithsurplussludgefruniipalasteatertreatentplant(hihusesnventinalativatedsludgepress)andultivatedstep-by-step,andbyntrllingtheliquidup

3、-flingspeedat3.0/d,theUASBreatranbestarted-upithin50daysintreatinglandfllleahate,iththerganiladingrate(asDr)upt10kg/(3.d).andtheDrrevalratever70%.Granulatinfthesludgeinthisreatranhepletedithin90days,hihis14nthsshrterthanithnventinalstart-up.Keyrds:UASBreatr;landfillleahate;quikstart-up目前，在處理城市生活垃圾填埋

4、場的滲濾液方面，世界上一些國家如新西蘭、美國、澳大利亞等采用了UASB藝，運行效果良好1。我國也有實例，如福州、武漢、昆山等地在處理垃圾滲濾液時也有采用UASB工藝。但由于我國對這方面研究缺乏，使得相當一局部處理垃圾滲濾液的UASB反響器啟動非常困難。為此，本研究側(cè)重于為實現(xiàn)處理垃圾滲濾液的UASB反響器的快速啟動提供實驗根據(jù)和科學方法。1實驗方法11實驗裝置實驗用UASB反響器采用內(nèi)徑為200有機玻璃圓柱，高2.1，總?cè)莘e55L，有效容積50L，在高度方向上每隔300開一取樣孔。12實驗步驟及條件投加接種污泥，接種污泥投加量為UASB反響器有效容積的25左右：接種污泥來自上海市某生活污水處理

5、廠二沉池的剩余污泥，LVSS5350g/L。沉降性能良好。第一周將UASB反響器的有機負荷以Dr計控制在0.5kg/3.d，以后每隔7d增加一次有機負荷，即有機負荷為1，2，4，7，10kg/3.d。通過調(diào)節(jié)回流水量而控制整個啟動期間液體上升流速也即外表水力負荷在3.0周左右?？紤]到高污泥停留時間是厭氧反響器高效運行的保證，本啟動期間并未進展排泥，從而保持高污泥濃度和高污泥停留時間。由于厭氧細菌在3040活性較高，而實際工程加溫費用較為昂貴，故水溫選夏季室內(nèi)水溫2530進展啟動實驗。垃圾滲濾液來自上海市老港城市生活垃圾填埋場調(diào)節(jié)池滲濾液原水，本實驗在啟動階段對此原水進展了稀釋，使產(chǎn)Dr2500

6、g/L，pNH3-N200g/L，TP3.5g/L，在工程中可以通過出水回流來稀釋較高濃度的滲濾液。2結(jié)果與討論2.1選擇壓與污泥顆?；延械难芯空f明，當溫度等外界條件一定時，對UASB反響區(qū)內(nèi)的顆粒污泥的形成影響最大的是基質(zhì)的種類、濃度以及液體上升流速也即外表水力負荷和外表產(chǎn)氣負荷合稱選擇壓。由Hikey2，LettingG3，Driessen4等人的研究說明基質(zhì)的質(zhì)量濃度Dr在4000g/L以下為宜。同時在Riitta5等人的研究中認為液體上升流速在2.53.0/d甚至072096/d6之間時，最有利于UASB反響器內(nèi)污泥的顆?；ｈb于以上原因，本實驗的液體上升流速控制在3.00.2/d，

7、較國內(nèi)的報道一般為10/d以上要低得多。圖1反映了反響區(qū)內(nèi)污泥平均粒徑與選擇壓以液體上升流速與外表產(chǎn)氣負荷之和計隨時間的變化。由圖1可見，在外表產(chǎn)氣負荷快速增長期第30天至第60天污泥粒徑增長迅速，平均增長了1.0，不僅充分說明了選擇壓對于污泥平均粒徑有顯著的影響，而且還從另一側(cè)面證明了充氣攪拌確實可以加快污泥顆?；M程7。2.2有機負荷有機負荷與Dr去除率隨時間的變化情況如圖2所示。由圖2可見，隨著運行時間的增長Dr去除率總體上是逐步增長的，且每次有機負荷突增后，Dr去除率有所下降但又會馬上上升；同時進水濃度對UASB反響器也有一定的影響，如在第44天時進水Dr的質(zhì)量濃度從原來的約2500g

8、/L升到約3500g/L時，Dr去除率下降到54.9，但第46大又到達了63.4，說明UASB反響器抗沖擊負荷才能比擬強。對于UASB反響器處理垃圾滲濾液而言，只經(jīng)過50d的啟動，有機負荷以Dr計就高達10kg/3.d，且Dr去除率高達70以上，這顯然比常規(guī)所需的啟動時間46個月4要短得多。究其原因，是因為在Dr去除率較低3060時，底部進水口的乙酸質(zhì)量濃度較高10001500g/L，充分發(fā)揮7以巴氏甲烷八疊球菌為主體的球狀顆粒污泥又稱A型顆粒污泥在乙酸濃度較高時比增殖速度快的生理特性；而常規(guī)啟動為了防止酸化，常在Dr去除率達8090后才進步有機負荷，其結(jié)果是從一開場即維持體系中較低程度的乙酸

9、濃度，而無法培養(yǎng)起A型顆粒污泥7。23出水揮發(fā)性脂肪酸VFA與叫值出水揮發(fā)性脂肪酸VFA在厭氧反響器控制中被認為是最重要的參數(shù)，這是因為VFA的去除程度可直接反映甲烷菌的活性，在正常情況下，底物先由酸化菌轉(zhuǎn)化為VFA，而VFA又易被甲烷菌轉(zhuǎn)化為甲烷氣體，因此甲烷菌活潑時，出水VFA濃度較低。一般認為出水VFA的質(zhì)量濃度低于200g/L時，說明反響器運行良好，反之當VFA的質(zhì)量濃度高于800g/L，就有“酸化的危險6。而對于連續(xù)流厭氧工藝，一般認為當pH值在7.07.2時的有機負荷是比擬理想的，而只要溫度及進水水質(zhì)不變，出水的pH值主要取決于有機負荷。有機負荷一定時，消化液的pH值很快就趨向某一

10、固定值。已有經(jīng)歷證明：有機負荷低時，pH值較高；反之亦然。由此可知，VFA與pH值在某種程度上有較為直接的關(guān)系，這一點在本啟動中也得到了很好的反映，詳見圖3。大多數(shù)研究者認為：pH值的測定較VFA測定方便得多，所以當條件有限時，可以利用VFA與pH值這種較為直接的關(guān)系，通過出水的pH值間接指示出水的VFA質(zhì)量濃度。由圖3可見，只要pH值在7.15以上本啟動進水PH值在7.07.1之間，就可以較好地將VFA的質(zhì)量濃度控制在400g/L以下。24堿度與氨氮NH3N厭氧工藝出水的堿度通常是由其中的共軛酸堿對主要有NH4+/NH3，H23/H3-，H3-/32-，H2S/HS-，HS-/S2-，HA/

11、A-等決定的。因此厭氧體系的總堿度可粗略地由下式計算：總堿度=HS-+H3-+232-+NH3+A-arty建議總堿度應維持在20005000g/L的范圍內(nèi)，假如反響器總堿度小于1000g/L就會導致pH值的下降，H2S的質(zhì)量濃度不應高于150g/L、NH3-N的質(zhì)量濃度不應高于1000g/L8。本啟動實驗期間，UASB反響器內(nèi)總堿度平均值約為2100g/L，而NH3N的質(zhì)量濃度在180300g/L變化，運行情況良好。3結(jié)論采用城市生活污水廠的剩余污泥接種，在夏季自然水溫2530左右時，經(jīng)逐步培養(yǎng)法，可以在50d的時間里完成UASB反響器處理垃圾滲濾液的啟動，使其有機負荷以Dr計高達10kg/

12、3.d，且Dr去除率高達70以上較常規(guī)啟動少用14個月的時間，進而在90d里完成污泥的顆?；??？梢酝ㄟ^利用A型顆粒污泥在較高的乙酸質(zhì)量濃度10001500g/L下比增殖速度快的生理特性而到達縮短啟動時間的目的。UASB反響器處理垃圾滲濾液，較低的液體上升流速本實驗在3.0/d左右有利于加速污泥顆?；M程。為了保證厭氧微生物有較高的增殖速度，應保持較高的啟動溫度2535為宜。適當?shù)膲A度約2100g/L有利于維持UASB反響器內(nèi)pH值的穩(wěn)定。參考文獻：1GlasH,NtenbnGJ,LieGH.Highratebilgialleahatetreatent.InPr.Sardinia93,Furti

13、nternatinallandfillsypsiu.agliariItaly.1993.2HikeyRF,u.VEiga,etal.Start-up,peratin,nitiringandntrlfhigh-rateanaerbitreatentsystesJ.atSiTehnl,1991,24(8):207-225.3LettingaG,HulshffelL.UASB-pressdesignfrvariustypesfasteatersJ.atSiTehnl,1991,24(8)87-1074Driessn,JB.HabetsL,HA,etal.NedevelpentsinthedesignfUpflAnaerbiSludgeBedreatrs.2rdSpeial-izedIAQnfereNEnPretreatentfIndustrialasteaters,1996.5RiittaHKettunen,JukkaAR.Perfranefann-siteUASBre-atrtreatingleahateatlteperatureJ.atRes,1998,32(3):537-546.6aps,GKAnder