微氧厌氧处理高浓度硫酸盐有机废水颗粒污泥特性研究

摘要

本试验使用自行研制的EGSB厌氧反应器处理糖蜜废水。主要考察EGSB反应器在微氧启动过程中颗粒污泥的培养及特性变化，同时研究反应器启动成功后颗粒污泥受不同参数的情况。研究获得如下结果：
　　 (1)采用少量的絮状污泥及厌氧颗粒污泥作为接种污泥，在35±1℃条件下，以适宜的上升流速及逐步增加进水浓度，可快速完成微氧厌氧EGSB反应器的启动。经过50d启动运行，EGSB厌氧反应器的容积负荷由2.09kgCOD/m3·d增加到14.4kgCOD/m3·d，出水COD、SO42-分别为1000mg/L及150mg/L左右，去除率分别为85％和70％。此时反应器内部大部分絮状污泥转变为颗粒污泥，污泥浓度为70.4g/L，VSS含量56.32g/L，VSS/SS比值为0.8，产甲烷活性为1.03mL/h；污泥主体粒径集中在0.9～1.6mm之间，污泥沉降速度介于26.23～68.85m/h之间，表明沉降性能良好。
　　 (2)微氧厌氧颗粒污泥外观以规则的椭圆形或球形为主，颗粒边界清晰，表面光滑。扫描电镜显示颗粒污泥表面存在较多空隙，是基质和气体传输的通道。通过能谱分析表明，颗粒污泥含有K、Na、Ca、Al、Si、Fe、O、P、S等元素。试验运行至180天后，颗粒污泥中的S、Fe、Ca元素分别为接种时的14.4倍、2.7倍和5.5倍；此时厌氧颗粒污泥中的微生物以球菌、杆菌为主，主要粒径为1.2mm～1.6mm，颗粒污泥平均沉降速度为64.34m/h。
　　 (3)当回流桶内的DO<1.3mg/L时，粒径在0.5mm以下颗粒污泥特性受到的影响比较小；当DO大于1.5mg/L时，粒径大于0.9mm的颗粒污泥逐渐减少，而0.5～0.9mm的颗粒污泥质量比不断上升，大的颗粒污泥破碎，污泥沉降性能恶化。其中，DO在1.3～1.5mg/L时，粒径大于0.9的颗粒污泥表现出最大沉降速度为73.89m/h累计平均产甲烷含量为11.43 mlCH4/(gVSS.d)。通过研究确定最佳的水力停留时间为6.5h～8h。
　　 (4)将反应器温度由中温37℃逐步提高至高温56℃时，污泥浓度及粒径分布变化比较小，颗粒污泥去除有机物的能力先下降后又适应了温度的变化，且去除率基本能够达到80％以上。粒径大于0.9mm的颗粒污泥的沉降速度随着温度的提高有明显的变化，高温前0.9mm以上的污泥沉降速度平均为74.92m/h，高温运行期降为64.27m/h，沉淀性能整体情况比中温运行降低了14.2％。颗粒污泥在38℃时累计产甲烷量最大，为12.99 mlCH4/(gVSS.d)，是高温53℃运行时的1.5倍。