膨脹顆粒污泥床厭氧反應(yīng)器原廢水循環(huán)啟動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:在室溫條件下，以水葫蘆汁液為廢水來(lái)源，對(duì)自行設(shè)計(jì)的膨脹顆粒污泥床(EGSB)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行原廢水循環(huán)啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：在啟動(dòng)運(yùn)行65d后，進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷可以達(dá)到7kg/(m3˙d)左右，COD去除率達(dá)到90%以上，容積產(chǎn)氣率達(dá)到1.35m3/(m3˙d)，甲烷體積分?jǐn)?shù)達(dá)到61%，顆粒污泥粒徑達(dá)到2～4mm。因此，EGSB厭氧反應(yīng)器的原廢水循環(huán)啟動(dòng)方式是可行的，對(duì)水葫蘆汁液的降解是高效的，為EGSB厭氧反應(yīng)器的工程應(yīng)用提供一種新的啟動(dòng)方式，也為水葫蘆汁液的能源化利用提供了一套高效、節(jié)能的厭氧發(fā)酵裝置。

關(guān)鍵詞：膨脹顆粒污泥床厭氧反應(yīng)器，水葫蘆汁液，原廢水循環(huán)啟動(dòng)，厭氧消化，顆粒污泥

水葫蘆(Eichhorniacrassipes(Martius)SolmsLaubach)是一種原產(chǎn)于南美洲亞馬遜流域、屬于雨久花科鳳眼藍(lán)屬的一種漂浮性水生植物[1]。水葫蘆可以進(jìn)行無(wú)性繁殖和有性繁殖。因此，在適宜的條件下，水葫蘆的數(shù)量能呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。

經(jīng)計(jì)算，1株水葫蘆每年經(jīng)過繁殖可達(dá)到1.4億株，能鋪滿140hm2的水面，鮮質(zhì)量可達(dá)28000t[2]。關(guān)于水葫蘆厭氧發(fā)酵方面的研究主要集中于單相發(fā)酵和兩相發(fā)酵，因水葫蘆含水率高、體積膨大，因此發(fā)酵工藝中存在容積大、容積產(chǎn)氣率低、出料不便、易結(jié)殼、沼渣綜合利用難等問題[3-4]。生長(zhǎng)旺盛的水葫蘆含水率達(dá)到了95%，固液分離是解決水葫蘆含水率過高、實(shí)現(xiàn)水葫蘆減量化的有效手段，所以對(duì)水葫蘆汁液的處理成為了主要問題。

膨脹顆粒污泥床EGSB厭氧反應(yīng)器是在上流式厭氧污泥床UASB反應(yīng)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)的第3代高效厭氧反應(yīng)器，與UASB反應(yīng)器相比具有有機(jī)負(fù)荷和上流速度高、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、基建投資少、占地面積小等顯著優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。但是，查閱相關(guān)資料，未發(fā)現(xiàn)利用EGSB厭氧反應(yīng)器對(duì)水葫蘆汁液進(jìn)行沼氣發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的研究，更加缺乏工程應(yīng)用實(shí)例。

為此，本研究利用自行設(shè)計(jì)的EGSB厭氧反應(yīng)器對(duì)水葫蘆汁液進(jìn)行厭氧消化的啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究，為今后EGSB厭氧反應(yīng)器的工程啟動(dòng)提供技術(shù)指導(dǎo)，也為水葫蘆汁液的厭氧消化提供高效節(jié)能工藝。

1.3實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)方法

在室溫條件下，以水葫蘆汁液為原料，利用EGSB厭氧反應(yīng)器對(duì)水葫蘆汁液進(jìn)行厭氧消化。實(shí)驗(yàn)前，將污泥打入EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)，污泥約占有效容積的1/3，再將水葫蘆汁液打滿整個(gè)EGSB厭氧反應(yīng)器，待產(chǎn)氣結(jié)束后，開始實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)。

具體啟動(dòng)方案設(shè)計(jì)如下：

一共分為3個(gè)階段。第1階段(第1天至第30天)為循環(huán)進(jìn)水啟動(dòng)馴化污泥階段，在水力停留時(shí)間(HRT)為2.2d時(shí)，利用蠕動(dòng)泵將新鮮的水葫蘆汁液打入EGSB厭氧反應(yīng)器，每天定時(shí)利用COD在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)出水的COD進(jìn)行測(cè)定，如果COD去除率未達(dá)到80%～90%，則將出水繼續(xù)回流循環(huán)進(jìn)料，直至水葫蘆汁液的COD去除率達(dá)到80%～90%，再更換新鮮的水葫蘆汁液打入EGSB厭氧反應(yīng)器，對(duì)出水繼續(xù)循環(huán)進(jìn)料，直至新鮮的水葫蘆汁液一次性進(jìn)出EGSB厭氧反應(yīng)器的COD去除率達(dá)到80%～90%，說(shuō)明EGSB厭氧反應(yīng)器的循環(huán)啟動(dòng)已經(jīng)完成;

第2階段(第31天至50天)為膨脹污泥階段，開啟外循環(huán)管路，以回流比為1∶1(體積比)繼續(xù)打入新鮮的水葫蘆汁液，直至出水COD趨于穩(wěn)定且COD去除率達(dá)到80%～90%，說(shuō)明沉降性能不佳的污泥已被沖刷完畢;第3階段(第51天至第65天)為穩(wěn)定階段，繼續(xù)打入新鮮的水葫蘆汁液，直至EGSB厭氧反應(yīng)器連續(xù)5d的COD去除率均達(dá)到80%～90%，說(shuō)明EGSB厭氧反應(yīng)器內(nèi)整個(gè)厭氧體系已穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)啟動(dòng)成功。

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