IC厌氧反应器的污泥颗粒化研究马溪平

IC马溪平,苏和＊,徐成斌,周世嘉,李银萍　(,110036)　[目的]研究IC反应器的污泥颗粒化规律化。[方法]研究了容积负荷、酸化率、选择压、无机离子、停留时间、pH值、碱度、挥发性脂肪酸(VFA)对污泥颗粒化过程的影响。[结果]试验用普通厌氧消化污泥启动,通过不断增加反应器的容积负荷,缩小停留时间,经122d运行,形成粒径为0.5～1.5mm的形状不规则颗粒污泥,反应器容积负荷达到14kgCOD/m3·d,产气量78L/d,COD去除率达85%以上。[结论]较高的有机负荷及其产生的较高的水力剪切力和Ca2+有利于形成密实的颗粒污泥;工艺流程中的酸化池和循环罐有利于形成甲烷活性强的颗粒污泥。　IC厌氧反应器;颗粒污泥;污泥性质　X703　　　A　　　0517-6611(2010)21-11431-03TheResearchofSludgeGranulationinICAnaerobicReactorMAXi-pingetal　(SchoolofEnvironmentalSciences,LiaoningUniversity,Shenyang,Liaoning110036)Abstract　[Objective]TheaimofwastostudygranularregulationoftheICreactor.[Method]Effectofvolumetricload,acidificationrate,se-lectivepressure,inorganicions,retentiontime,pH,alkalinity,volatilefattyacids(VFA)onsludgegranulationprocesseswasstudied.[Result]Trialstartedwithordinarysludgeanaerobicdigestion,increasingthereactorvolumeloadandreducingtheHRT,throughthe122drunning,0.5-1.5mmirregulargranularsludgewasformed,reactorvolumetricloadingreached14kgCOD/m3·d,gasproductionwas78L/d,CODremovalratewasabove85%.[Conclusion]HighhydraulicshearforceproducedbyhighorganicloadingandCa2+wereavorableforformingdensegranu-larsludge,acidificationtankandrecyclingcanswerefavorableforforminggranularsludgeofstrongmethaneactivityintheprocess.Keywords　ICanaerobicreactor;;Granularsludge;Sludgecharacter　辽宁省教育厅重点实验室项目(2009S044);国家水专项资金(2008ZX07526-001-02-03);辽宁省教育厅科学研究一般项目(2008225);辽宁省科技厅科学研究一般项目(20060-117-232)。　马溪平(1957-)女,辽宁沈阳人,教授,从事环境工程微生物学研究。＊通讯作者。　2010-04-09　　IC(InternalCirculation)[1],。,,,UASB2～4[2]。[3]。IC。IC,、、。[4]。[5]、[6]、-[7],、。,Macleod[8]、,,[9]。、、,,IC。1　1.1　IC　IC,2m,13L,2,,6.5L,50%;1.3m;,4.2L,30%;,2.6L,20%;。2。IC1。:1.;2;3;4;5;6;7;8;9。　Note:1.waterintakepipe;2.refluxpipe;3.biogascollector;4.high-loadreactionchamber;5.low-loadreactionchamber;6.liftpipe;7.three-phaseseparator;8.three-phaseseparatorbun-dle;9.biogasoutlet.1　ICFig.1　ICreactorstructure1.2　　,、,(Fe0.125mg/L、Co0.105mg/L、Mo0.105mg/L、Ni0.105mg/L)(170mg/L),pH。1.3　　COD;pHpH;;(VFA);;;XMTD;[10];;[11];50mm、1m[11];,JournalofAnhuiAgri.Sci.2010,38(21):11431-11433　李占东　　卢瑶[12]。1.4　　2。、IC,(30±1)℃()(35±1)℃(IC),,40%IC,,,IC,。2　Fig.2　Theprocessflow1.5　IC　IC。,,100,。,7L。2　2.1　IC2.1.1　COD。3,COD,,1340mg/L4000mg/L(HRT)14h6h,COD。COD,,,10d,COD,,COD,COD,。COD,,、、。3　CODCODFig.3　ThechanegsofinfluentCODconcentration,effluentCODconcentrationandCODremovalratewiththerunningtime2.1.2　。4,,,1.4kgCOD/m3·d,14h,,。1.8kgCOD/m3·d3kg-COD/m3·d,50～70mg/LCa2+,,18L/d,,。,14kgCOD/m3·d,6～8h,0.3～0.5m3/m2·h,、。4　Fig.4　Thechangesofvolumetricloadandhydraulicretentiontimewiththerunningtime2.1.3　pH。,pH。,pH6.6～7.5。(VFA)CO2pH,H2CO3VFA,。pH6.6,/COD。SouzaetalMoosbruger/COD=0.5pH6.6,Gonzaetal,/COD=0.4,Speece,/COD=1.2。5～6,/COD=1,1000mg/L,VFA5mmol/L,pH7.0～7.6。5　pHFig.5　ThechangesofpHvaluewiththerunningtime2.2　2.2.1　。,,645mlCH4/gVSS·d,4,,,。,11432　　　　　　　　　　安徽农业科学　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　20105,40%,,。6　Fig.6　Thechangesofalkalinitywiththerunningtime2.2.2　。0.5～1.5mm,1.045kg/L,30～60m/h,7。,8～14kgCOD/m3·d0.3～0.5m3/m2·h,,、。,,。,,,。7　Fig.7　Thesizedistributionofgranularsludge3　(1),VFA300mg/L、pHpH、COD、,0.5～1.5kgCOD/m3·d,。(2)8～14kgCOD/m3·d0.3～0.5m3/m2·h50～70mg/LCa2+。(3)40%,,1340～4000mg/LCOD。(4)IC,122d,COD1340mg/L4000mg/L,HRT14h6h,0.5～1.5mm、1.04g/cm3、645mlCH4/gVSS·d。[1]吴静,陆正禹,胡纪萃,等.新型内循环(IC)厌氧反应器[J].中国给水排水,2001,10(1):27-30.[2]HABETSLHA,ENGELAARAJHH,GROENEVELDN.AnearobictreatmentofinulineeffluentinanInternalCirculationReactor[J].WaterScienceandTechnology,1997,35(10):189-197.[3]张忠祥,钱易.废水生物处理技术[M].北京:清华大学出版社,2004:403-434.[4]LETTINGAG,ZEHNDERAJ.MicrobiologyandTechnology[M].Nether-lands:PudocWageningen,1987:18-33[5]LETTINGAG,VANVELSENAFM,HOBMASW,etal.Useoftheup-flowsludgeblanket(USB)reactorconceptforbiologicalwastewatertreat-mentespeciallyforanaerobictreatment[J].BiotechandBioeng,1980,22(4):699-734.[6]HULSHOFFPOLLW,HEIJNEKAMPK,LETTINGAG.Theselectionpressureasadrivingforcebehindthegranulationofanaerobicsludge[M]//LETTINGAG,ZEHNDERAJB,GROTENHUISJTC,etal.GranularAnaerobicSludge:MicrobiologyandTechnology.TheNether-lands:Pudoc.Wageningen,1988:153-161.[7]TAYJH,XUHL,TEOKC.Molecularmechanismofgranulation.I:H+translocation-dehydrationtheory[J].JEnvironEng,2000,126(5):403-410.[8]MACLEODFA,GUIOTSR,COSTERTONJW,etal.Layeredstructureofbacterialaggregatesproducedinanupflowanaerobicsludgebedandfil-terreactor[J].ApplEnuironMicrobiol,1990,56(6):1598-1607.[9]陈坚,李春生,伦世仪.厌氧颗粒污泥的形成机制[J].中国环境科学,1993,13(5):334-3381.[10]R·E·斯皮思.工业废水的厌氧生物技术[M].李亚新,译.北京:中国建筑工业出版社,2001:150-151.[11]石宪奎,王凯军,倪文.颗粒污泥粒径的工程测定方法[J].环境污染与防治,2006,25(2):140-142.[12]董春娟,吕炳南.EGSB反应器内颗粒污泥的快速培养及特性研究[J].中国给水排水,2006,22(15):62-70.(上接第11259页)。　　(3),,,,、,。[1]朱乾根,林锦瑞,寿绍文.天气学原理和方法[M].3版.北京:气象出版社,2000.[2]陈敏,陶祖钰,郑永光,等.华南前汛期锋面垂直环流及其与中尺度对流系统的相互作用[J].气象学报,2007(5):785-791.[3]乔枫雪.东北暴雨天气气候特征及东北低涡结构研究[D].北京:中国科学院研究生院(大气物理研究所),2007.[4]张立祥.东北冷涡中尺度对流系统研究[D].南京:南京信息工程大学,[5]吴兑,邓雪娇,范绍佳,等.南岭大瑶山雾区锋面降水的雨水化学成分研究[J].中山大学学报:自然科学版,2005(6):105-109.[6]柯甫.锋面与切变线[J].气象,1976(5):29-31,26.[7]钟水新.一次东北冷涡暴雨过程的诊断分析与数值模拟研究[D].北京:中国气象科学研究院,2008.1143338卷21期　　　　　　　　　　　　　　　　马溪平等　IC厌氧反应器的污泥颗粒化研究