由上流式厭氧污泥床(UASB)與厭氧過(guò)濾器(AF)兩種工藝結(jié)合的反應(yīng)器近年來(lái)應(yīng)用較多，其積累微生物能力強(qiáng)，啟動(dòng)速度快，運(yùn)行中填料上附著的生物膜對(duì)降解有機(jī)物起著相當(dāng)?shù)淖饔?，同時(shí)可避免濾池堵塞，是一種高效、穩(wěn)定、易于管理的厭氧處理系統(tǒng)。一般將保留了UASB三相分離器的污泥床加填料的裝置稱為污泥床過(guò)濾器，將不帶三相分離器的污泥床-濾層反應(yīng)器稱為厭氧復(fù)合床反應(yīng)器。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 懸浮生物膜填料

　　FBM用天津市科林思有限公司的聚丙烯材料制成，其密度為0.92kg/m³，可在水中漂浮或隨水體流動(dòng)。該填料形似拉西環(huán)，但環(huán)內(nèi)有十字形支撐，外側(cè)沿徑向有許多長(zhǎng)約0.5mm的芒刺，環(huán)的直徑為11mm，高度10mm，比表面積約為527m²/m³。

1.2 試驗(yàn)裝置及工藝流程

　　厭氧浮動(dòng)床生物膜反應(yīng)器用有機(jī)玻璃柱制成，直徑14.7cm，總高度100cm，有效高度79.5cm，總?cè)莘e17.01L，有效容積13.48L。AFBBR內(nèi)填料的填充率為50%，即FBM占據(jù)了一半的有效容積。

        AFBBR處理高濃度有機(jī)廢水試驗(yàn)的工藝流程如圖1所示。泵入高位槽的廢水經(jīng)過(guò)計(jì)量閥由底部進(jìn)AFBBR，處理后的水由上部排出，在生物降解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體從反應(yīng)器頂部排出，懸浮在上部的填料由于上向水流和氣體的作用而不停地上下浮動(dòng)或輕微滾動(dòng)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 掛膜與啟動(dòng)

　　厭氧生物膜反應(yīng)器存在的一個(gè)突出問(wèn)題是掛膜困難，啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)。在本試驗(yàn)中，首先將填料進(jìn)行好氧預(yù)掛膜，利用好氧微生物繁殖快并生成多糖物質(zhì)的性能，在較短時(shí)間內(nèi)填料表面形成一層生物膜即膜基，改善了填料的表面性能，有利于厭氧微生物的附著、生長(zhǎng)、縮短了反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間。

　　好氧污泥取自邯鄲市東郊污水廠氧化溝。污泥與填料靜態(tài)接觸24h后，將污 泥全部排掉， 投加生活污水連續(xù)運(yùn)行5～6d后，填料內(nèi)外表面形成一層均勻生物膜。經(jīng)好氧預(yù)掛膜后的填料與5 L厭氧污泥靜態(tài)接觸24h，然后將污泥排掉，連續(xù)投加葡萄糖廢水。反應(yīng)器啟動(dòng)開始采用的有機(jī)負(fù)荷為2kgCOD/(m³•d)，水力負(fù)荷為1m³/（m³•d）。2～3d后，好氧膜脫落，填料表面變黑，1周后發(fā)現(xiàn)填料內(nèi)表面形成一薄層生物膜。將水力負(fù)荷控制在0.5m ³/(m³•d)，有機(jī)負(fù)荷為1kgCOD/(m³•d)，經(jīng)過(guò)2周培養(yǎng)，膜生長(zhǎng)均勻良好，COD去除率可達(dá)到70%以上。此后，水力負(fù)荷增到1m³/（m³•d），進(jìn)水濃度從2000mg/L逐漸升至6000mg/L，經(jīng)過(guò)50d的運(yùn)行COD去除率可達(dá)到90%以上，反應(yīng)器底部出現(xiàn)大量0.5mm左右顆粒污泥，AFBBR運(yùn)行穩(wěn)定。

2.2 穩(wěn)定運(yùn)行試驗(yàn)

        在此階段考察了進(jìn)水水質(zhì)、HRT、水力沖擊負(fù)荷對(duì)運(yùn)行狀況的影響，此階段的運(yùn)行結(jié)果見表1。試驗(yàn)廢水為用葡萄糖合成的污水。 

        在改變進(jìn)水水質(zhì)期間，控制HRT基本不變，將進(jìn)水濃度逐步升高。在HRT變化階段，保持進(jìn)水濃度不變，數(shù)次改變水力停留時(shí)間。最后突然降低HRT，考察反應(yīng)器在水力沖擊負(fù)荷下工況的變化。

　　整個(gè)試驗(yàn)在室溫下進(jìn)行，溫度變化范圍20～28℃。

3 容積負(fù)荷與COD去除率

　　負(fù)荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關(guān)系，容積負(fù)荷的變化可以通過(guò)改變進(jìn)水濃度或水力停留時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。在試驗(yàn)中，首先保持停留時(shí)間基本不變(平均為23.5h)，進(jìn)水COD濃 度從5327.7mg/L逐漸升高到20140.0mg/L，相應(yīng)的容積負(fù)荷從5.38kgCOD/(m3•d)增到20.62kgCOD/(m³•d)，COD去除率隨進(jìn)水濃度增加而緩慢下降，最高達(dá)98.5%。之后，將進(jìn)水濃度控制在14522mg/L，水力 停留時(shí)間分別為76.1245.89、32.35、23.11、17.87 h，相應(yīng)的容積負(fù)荷從4.58 kgCOD/(m³•d)增到19.50kgCOD/(m³•d)。COD去除率隨水力停留時(shí)間的變化存在一個(gè)分界點(diǎn) ，低于此值，COD去除率隨水力停留時(shí)間減小而迅速下降；高于此值COD去除率基本穩(wěn)定。由表1可以看到，在試驗(yàn)條件下，當(dāng)容積負(fù)荷增高時(shí)，AFBBR的去除［kgCOD去除/(m³•d)］增高，顯示了強(qiáng)大的處理能力。

4 結(jié)論

　?、俸醚躅A(yù)掛膜顯著改變了載體表面性能，有利于厭氧菌的附著、生長(zhǎng)，縮短反應(yīng)器的掛膜時(shí)間。
　　②厭氧浮動(dòng)床生物膜反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水，在常溫下取得了良好效果。在容積負(fù)荷為5.38～20.62 kgCOD/(m³•d)，水力停留時(shí)間為0.98d時(shí)，COD去除率最高達(dá)到98.54%，平均為90.4%。
　?、蹍捬醺?dòng)床生物膜反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高，活性強(qiáng)，存在懸浮與附著生長(zhǎng)的微生物系統(tǒng)，并有其各自的優(yōu)勢(shì)菌種。
　?、軈捬醺?dòng)床生物膜反應(yīng)器緩沖能力大，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，無(wú)堵塞與污泥流失的問(wèn)題。
 

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