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UASB反應(yīng)器處理垃圾滲濾液的快速啟動(dòng)方法－厭氧罐的啟動(dòng)
目前，在處理城市生活垃圾填埋場的滲濾液方面，世界上一些國家如新西蘭、美國、澳大利亞等采用了UASB藝，運(yùn)行效果良好。我國也有實(shí)例，如福州、武漢、昆山等地在處理垃圾滲濾液時(shí)也有采用UASB工藝。但由于我國對這方面研究不足，使得相當(dāng)一部分處理垃圾滲濾液的UASB反應(yīng)器啟動(dòng)十分困難。為此，本研究側(cè)重于為實(shí)現(xiàn)處理垃圾滲濾液的UASB反應(yīng)器的快速啟動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和科學(xué)方法。
1 實(shí)驗(yàn)方法
1．1 實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)用UASB反應(yīng)器采用內(nèi)徑為200 mm有機(jī)玻璃圓柱，高2.1m，總?cè)莘e55L，有效容積50L，在高度方向上每隔300mm開一取樣孔。
1．2 實(shí)驗(yàn)步驟及條件
①投加接種污泥，接種污泥投加量為UASB反應(yīng)器有效容積的25％左右：接種污泥來自上海市某生活污水處理廠二沉池的剩余污泥，ρ（MLVSS）＝5350mg/L。沉降性能良好。
②第一周將UASB反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷（以CODcr計(jì)）控制在0.5kg/（m3.d），以后每隔7d增加一次有機(jī)負(fù)荷，即有機(jī)負(fù)荷為1，2，4，7，10kg/（m3.d）。
③通過調(diào)節(jié)回流水量而控制整個(gè)啟動(dòng)期間液體上升流速（也即表面水力負(fù)荷）在3.0m周左右。
④考慮到高污泥停留時(shí)間是厭氧反應(yīng)器高效運(yùn)行的保證，本啟動(dòng)期間并未進(jìn)行排泥，從而保持高污泥濃度和高污泥停留時(shí)間。
⑤由于厭氧細(xì)菌在30－40℃活性較高，而實(shí)際工程加溫費(fèi)用較為昂貴，故水溫選夏季室內(nèi)水溫25－30℃進(jìn)行啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。
⑥垃圾滲濾液來自上海市老港城市生活垃圾填埋場調(diào)節(jié)池滲濾液原水，本實(shí)驗(yàn)在啟動(dòng)階段對此原水進(jìn)行了稀釋，使產(chǎn)（CODcr）－2500mg/L，p（NH3-N）≈200mg/L，ρ（TP）≈3.5mg/L，在工程中可以通過出水回流來稀釋較高濃度的滲濾液。
2 結(jié)果與討論
2.1 選擇壓與污泥顆粒化
已有的研究表明，當(dāng)溫度等外界條件一定時(shí)，對UASB反應(yīng)區(qū)內(nèi)的顆粒污泥的形成影響最大的是基質(zhì)的種類、濃度以及液體上升流速（也即表面水力負(fù)荷）和表面產(chǎn)氣負(fù)荷（合稱選擇壓）。由Hickey[2]，Letting G．[3]，Driessen[4]等人的研究表明基質(zhì)的質(zhì)量濃度（CODcr）在4000mg/L以下為宜。同時(shí)在Riitta[5]等人的研究中認(rèn)為液體上升流速在 2.5－3.0m/d（甚至0．72－0．96 m/d[6]）之間時(shí)，最有利于UASB反應(yīng)器內(nèi)污泥的顆粒化。鑒于以上原因，本實(shí)驗(yàn)的液體上升流速控制在3.0±0.2m/d，較國內(nèi)的報(bào)道（一般為10m/d以上）要低得多。圖1反映了反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥平均粒徑與選擇壓（以液體上升流速與表面產(chǎn)氣負(fù)荷之和計(jì)）隨時(shí)間的變化。由圖1可見，在表面產(chǎn)氣負(fù)荷快速增長期（第30天至第60天）污泥粒徑增長迅速，平均增長了1.0mm，不僅充分說明了選擇壓對于污泥平均粒徑有顯著的影響，而且還從另一側(cè)面證明了充氣攪拌確實(shí)可以加快污泥顆粒化進(jìn)程[7]。
2.2 有機(jī)負(fù)荷
有機(jī)負(fù)荷與CODcr去除率隨時(shí)間的變化情況如圖2所示。由圖2可見，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長CODcr去除率總體上是逐步增長的，且每次有機(jī)負(fù)荷突增后，CODcr去除率有所下降但又會(huì)馬上回升；同時(shí)進(jìn)水濃度對UASB反應(yīng)器也有一定的影響，如在第44天時(shí)進(jìn)水CODcr的質(zhì)量濃度從原來的約2500mg/L升到約 3500mg/L時(shí)，CODcr去除率下降到54.9％，但第46大又達(dá)到了63.4％，說明UASB反應(yīng)器抗沖擊負(fù)荷能力比較強(qiáng)。對于UASB反應(yīng)器處理垃圾滲濾液而言，只經(jīng)過50d的啟動(dòng)，有機(jī)負(fù)荷（以CODcr計(jì)）就高達(dá)10kg/（m3.d），且CODcr去除率高達(dá)70％以上，這顯然比常規(guī)所需的啟動(dòng)時(shí)間4－6個(gè)月[4]要短得多。究其原因，是因?yàn)樵贑ODcr去除率較低（30％－60％）時(shí)，底部進(jìn)水口的乙酸質(zhì)量濃度較高（1000－1500mg/L），充分發(fā)揮7以巴氏甲烷八疊球菌為主體的球狀顆粒污泥（又稱A型顆粒污泥）在乙酸濃度較高時(shí)比增殖速度快的生理特性；而常規(guī)啟動(dòng)為了避免酸化，常在CODcr去除率達(dá)80％－90％后才提高有機(jī)負(fù)荷，其結(jié)果是從一開始即維持體系中較低水平的乙酸濃度，而無法培養(yǎng)起A型顆粒污泥[7]。
