厭氧浮動生物膜反應器處理高濃度有機廢水
由上流式厭氧污泥床(UASB)與厭氧過濾器(AF)兩種工藝結(jié)合的反應器近年來應用較多，其積累微生物能力強，啟動速度快，運行中填料上附著的生物膜對降解有機物起著相當?shù)淖饔茫瑫r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濾器，將不帶三相分離器的污泥床-濾層反應器稱為厭氧復合床反應器。
1 試驗材料與方法
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。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 試驗裝置及工藝流程
厭氧浮動床生物膜反應器用有機玻璃柱制成，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處理高濃度有機廢水試驗的工藝流程如圖1所示。泵入高位槽的廢水經(jīng)過計量閥由底部進AFBBR，處理后的水由上部排出，在生物降解過程中產(chǎn)生的氣體從反應器頂部排出，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或輕微滾動。
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2 試驗方法
2.1 掛膜與啟動
厭氧生物膜反應器存在的一個突出問題是掛膜困難，啟動時間長。在本試驗中，首先將填料進行好氧預掛膜，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、縮短了反應器的啟動時間。
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。反應器啟動開始采用的有機負荷為2kgCOD/(m3•d)，水力負荷為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。將水力負荷控制在0.5m 3/(m3•d)，有機負荷為1kgCOD/(m3•d)，經(jīng)過2周培養(yǎng)，膜生長均勻良好，COD去除率可達到70%以上。此后，水力負荷增到1m3/（m3•d），進水濃度從2000mg/L逐漸升至6000mg/L，經(jīng)過50d的運行COD去除率可達到90%以上，反應器底部出現(xiàn)大量0.5mm左右顆粒污泥，AFBBR運行穩(wěn)定。
2.2 穩(wěn)定運行試驗
在此階段考察了進水水質(zhì)、HRT、水力沖擊負荷對運行狀況的影響，此階段的運行結(jié)果見表1。試驗廢水為用葡萄糖合成的污水。
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在改變進水水質(zhì)期間，控制HRT基本不變，將進水濃度逐步升高。在HRT變化階段，保持進水濃度不變，數(shù)次改變水力停留時間。最后突然降低HRT，考察反應器在水力沖擊負荷下工況的變化。
整個試驗在室溫下進行，溫度變化范圍20～28℃。
3 容積負荷與COD去除率
負荷直接反映了食物與微生物之間的平衡關(guān)系，容積負荷的變化可以通過改變進水濃度或水力停留時間來實現(xiàn)。在試驗中，首先保持停留時間基本不變(平均為23.5h)，進水COD濃 度從5327.7mg/L逐漸升高到20140.0mg/L，相應的容積負荷從5.38kgCOD/(m3•d)增到20.62kgCOD/(m3•d)，COD去除率隨進水濃度增加而緩慢下降，最高達98.5%。之后，將進水濃度控制在14522mg/L，水力 停留時間分別為76.1245.89、32.35、23.11、17.87 h，相應的容積負荷從4.58 kgCOD/(m3•d)增到19.50kgCOD/(m3•d)。COD去除率隨水力停留時間的變化存在一個分界點 ，低于此值，COD去除率隨水力停留時間減小而迅速下降；高于此值COD去除率基本穩(wěn)定。由表1可以看到，在試驗條件下，當容積負荷增高時，AFBBR的去除［kgCOD去除/(m3•d)］增高，顯示了強大的處理能力。
4 結(jié)論
、俸醚躅A掛膜顯著改變了載體表面性能，有利于厭氧菌的附著、生長，縮短反應器的掛膜時間。
、趨捬醺哟采锬し磻魈幚砀邼舛扔袡C廢水，在常溫下取得了良好效果。在容積負荷為5.38～20.62 kgCOD/(m3•d)，水力停留時間為0.98d時，COD去除率最高達到98.54%，平均為90.4%。
、蹍捬醺哟采锬し磻鲀(nèi)微生物濃度高，活性強，存在懸浮與附著生長的微生物系統(tǒng)，并有其各自的優(yōu)勢菌種。
、軈捬醺哟采锬し磻骶彌_能力大，抗沖擊負荷能力強，無堵塞與污泥流失的問題。
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