厌氧浮动生物膜反应器处理高浓度有机废水

1、厌氧浮动生物膜反响器处理高浓度有机废水摘要：讨论了厌氧浮动生物膜反响器处理高浓度有机废水的性能，结果说明：在2028温度条件下，容积负荷为5.3820.62kgD/(3d)，HRT=23.4h时，D去除率均在90%以上。由上流式厌氧污泥床(UASB)与厌氧过滤器(AF)两种工艺结合的反响器近年来应用较多，其积累微生物才能强，启动速度快，运行中填料上附着的生物膜对降解有机物起着相当的作用，同时可防止滤池堵塞，是一种高效、稳定、易于管理的厌氧处理系统。一般将保存了UASB三相别离器的污泥床加填料的装置称为污泥床过滤器，将不带三相别离器的污泥床滤层反响器称为厌氧复合床反响器1。本文研究了集AF和UA

2、SB为一体的新型装置厌氧浮动床生物膜反响器(AFBBR)。因其内装有50%体积的悬浮填料，在处理高浓度有机废水的运行中，填料浮在上部，形成了一种底部是污泥床，上部是厌氧滤池的体系。在处理高浓度有机废水试验中显示出处理才能大、效率高的特性。1试验材料与方法2试验方法2.1挂膜与启动厌氧生物膜反响器存在的一个突出问题是挂膜困难，启动时间长。在本试验中，首先将填料进展好氧预挂膜，利用好氧微生物繁殖快并生成多糖物质的性能，在较短时间内填料外表形成一层生物膜即膜基，改善了填料的外表性能，有利于厌氧微生物的附着、生长、缩短了反响器的启动时间2。好氧污泥取自邯郸市东郊污水厂氧化沟。污泥与填料静态接触24h后

3、，将污泥全部排掉，投加生活污水连续运行56d后，填料内外外表形成一层均匀生物膜。经好氧预挂膜后的填料与5L厌氧污泥静态接触24h，然后将污泥排掉，连续投加葡萄糖废水。反响器启动开始采用的有机负荷为2kgD/(3d)，水力负荷为13/3d。23d后，好氧膜脱落，填料外表变黑，1周后发现填料内外表形成一薄层生物膜。将水力负荷控制在0.53/(3d)，有机负荷为1kgD/(3d)，经过2周培养，膜生长均匀良好，D去除率可到达70%以上。此后，水力负荷增到13/3d,进水浓度从2000g/L逐渐升至6000g/L，经过50d的运行D去除率可到达90%以上，反响器底部出现大量0.5左右颗粒污泥，AFBB

4、R运行稳定。2.2稳定运行试验在此阶段考察了进水水质、HRT、水力冲击负荷对运行状况的影响，此阶段的运行结果见表1。试验废水为用葡萄糖合成的污水。表AFBBR试验运行数据进水HRTh容积负荷kgD/(3.d)去除负荷kgD/(3.d)出水D去除率%QL/dDg/LDg/LpH13.605327.723.795.384.86512.397.0590.4014.036372.023.066.636.41212.066.7996.6713.076893.023.617.016.88129.646.7298.1213.609787.323.799.879.73141.936.6698.5413.871

5、1694.323.3312.0311.33673.966.5794.2414.0014510.323.1115.0713.791229.466.3491.5313.8020220.023.4420.6218.641852.616.4290.424.2514522.076.124.58183.806.6198.747.0514522.045.897.59111.636.4299.2510.0014522.032.3510.77358.696.4897.5318.1014522.017.8719.501936.926.3286.67在改变进水水质期间，控制HRT根本不变，将进水浓度逐步升高。在HR

6、T变化阶段，保持进水浓度不变，数次改变水力停留时间。最后突然降低HRT，考察反响器在水力冲击负荷下工况的变化。整个试验在室温下进展，温度变化范围2028。3试验结果与分析3.1容积负荷与D去除率负荷直接反映了食物与微生物之间的平衡关系，容积负荷的变化可以通过改变进水浓度或水力停留时间来实现。在试验中，首先保持停留时间根本不变(平均为23.5h)，进水D浓度从5327.7g/L逐渐升高到20220.0g/L，相应的容积负荷从5.38kgD/(3d)增到20.62kgD/(3d)，D去除率随进水浓度增加而缓慢下降，最高达98.5%。之后，将进水浓度控制在14522g/L，水力停留时间分别为76.1

7、245.89、32.35、23.11、17.87h，相应的容积负荷从4.58kgD/(3d)增到19.50kgD/(3d)。D去除率随水力停留时间的变化存在一个分界点，低于此值，D去除率随水力停留时间减小而迅速下降；高于此值D去除率根本稳定。由表1可以看到，在试验条件下，当容积负荷增高时，AFBBR的去除kgD去除/(3d)增高，显示了强大的处理才能。3.2水力冲击负荷的影响AFBBR表现出较高的抗冲击负荷特性。在进水浓度为20220g/L时，水力停留时间突然从23.44h降至3h，冲击时间持续6h，容积负荷增加8倍，到达161.1kgD/(3d)。反响器在遭到冲击后运行参数的变化见表1，D去

8、除率变化见图2。在冲击负荷过后3h，D去除率降到最低33.65%，24h后D去除率恢复到72%，40h后恢复到80%以上，说明该反响器具有很大的缓冲才能，抗冲击负荷才能强。这与该反响器的特点有关，该反响器上部悬浮填料起到过滤器的作用，在负荷冲击时可以防止大量污泥流失，有利于反响器性能的迅速恢复。另一方面填料外表生物膜量仅占总生物量的15%，电子显微镜下观察，其主要是甲烷细菌，因此在冲击负荷下产酸菌虽流失多，但繁殖迅速，有利于反响器迅速恢复正常。另外在反响器遭到冲击负荷后，采取适当的搅拌和污泥回流措施可防止反响器内挥发酸过度积累并稳定反响器内生物量，有利于反响器性能的迅速恢复。3.3生物相分析反

9、响器中微生物由两部分组成：附着生长在填料上的生物膜；悬浮污泥在反响器底部形成的颗粒污泥床。试验过程中发现，生物膜主要生长在填料的内外表，外外表上几乎没有生物膜。这可能与填料外层水流紊动大于填料内部，外外表上生物膜受到更大的剪切应力有关。镜检发现生物膜内菌种以甲烷八叠球菌属和杆菌为主，其中甲烷八叠球菌属占视野的50%60%，没有发现丝状菌，并存在以甲烷八叠球菌属和杆菌分别占优势的区域。同位素示踪已证实消化器中70%以上的甲烷来自乙酸，乙酸型产甲烷细菌主要为产甲烷索氏丝状菌和八叠球菌，而当乙酸浓度高时，甲烷八叠球菌更具有竞争力，这与该反响器出水挥发酸浓度较高相一致。反响器的底部存在颗粒污泥床，污泥床高度为30，颗粒粒径0.50.7，沉降性