【文章內(nèi)容簡介】 10 15 25 30 33 100 300 131 32 22 17 37 40 17 17 2) 啟動(dòng)的階段 一般把 UASB 的初次啟動(dòng)和顆粒化過程分為三個(gè)階段，分別為啟動(dòng)與提高污泥活性階段、形成顆粒污泥階段、逐漸形成顆粒污泥床階段。 ① 階段 1 啟動(dòng)的初始階段。這一階段是指反應(yīng)器負(fù)荷低于 2kgCOD/(m3? d)的階段。這一階段反應(yīng)器由 ～ kgCOD/(m3?d)或污泥負(fù)荷 ～ kgCOD/(kgVSS?d)開始。這一階段洗出的污泥僅限于種泥中非常細(xì)小的分散污泥，洗出的原因主要是水的上流速度和逐漸產(chǎn)生的少量沼氣。 ② 階段 2 反應(yīng)器 負(fù)荷上升至 2～ 5 kgCOD/(m3? d)的啟動(dòng)階段。在這一階段污泥的洗出量增大，其中大多為絮狀的污泥。洗出的原因是產(chǎn)氣和上流速度的增加引起的污泥床的膨脹。大量污泥洗出的結(jié)果是在留下的污泥中開始產(chǎn)生顆粒狀污泥。一般在從開始啟動(dòng)到 40d左右，可以在反應(yīng)器底部觀察到顆粒污泥。在這一階段污泥負(fù)荷的增加較快，這是因?yàn)槲勰鄬?duì)廢水的馴化過程基本完成，污泥的活性增加。這一階段末期，污泥的洗出由于顆粒污泥的形成而減少，顆粒污泥的良好沉淀性能使其保留在反應(yīng)器內(nèi)。這一階段里，反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度由于絮狀污泥的洗出降低到最低 的程度。而實(shí)際上，在反應(yīng)器里對(duì)較重的顆粒污泥和分散的、絮狀的污泥進(jìn)行了選擇。 ③ 階段 3 這一階段指反應(yīng)器負(fù)荷超過 5 kgCOD/(m3?d)。在這一階段里，絮狀污泥變得迅速減少，而顆粒污泥加速形成，直到反應(yīng)器內(nèi)不再有絮狀污泥存在。在這一階段反應(yīng)器負(fù)荷可以增加到很高，當(dāng)反應(yīng)器大部分被顆粒污泥充滿時(shí)，其最大負(fù)荷可以超過 50 kgCOD/(m3?d)。 3) 啟動(dòng)前應(yīng)了解的廢水特征 廢水特征對(duì)厭氧反應(yīng)器的操作有重要影響。因此必須對(duì)廢水特征有明確了解。工業(yè)廢水的種類時(shí)非常多的。即使同一類工業(yè)廢水，其 性質(zhì)也會(huì)因其工藝的不同區(qū)別很大。因此對(duì)一種廢水在啟動(dòng)前，首先了解廢水特征。 ① 首先要知道廢水的有機(jī)物濃度 過低濃度的廢水可能并不適合于傳統(tǒng)的 UASB 的應(yīng)用。 Lettinga等人曾認(rèn)為低于100mgCOD/L的廢水不宜于使用 UASB，或者說在此濃度下 UASB 的使用不能充分表現(xiàn)其優(yōu)越性。近年來由于 EGSB反應(yīng)器的發(fā)展和 UASB 上流速度的有效提高，因此又提出了低于 100mgCOD/L 的廢水不宜于 使用 UASB 的說法。而在較高的濃度下廢水則可能需要稀釋回流。 ② 廢水的厭氧可降解性 由廢水的可降解性可以預(yù)測出 UASB 反 應(yīng)器出水的質(zhì)量或 COD的去除效率。 ③ 廢水的 pH值緩沖能力 堿度是衡量緩沖能力的一個(gè)參數(shù)，對(duì)堿度特別小的廢水，可以加入 Na2CO3提高其堿度，具體看前面所述。另一個(gè)實(shí)用的檢查廢水緩沖能力的方法是向廢水中加入相當(dāng)于 COD濃度 40％的乙酸（ COD濃度計(jì)），假如廢水 pH 值仍然維持 ，則其緩沖能力是沒有問題的。假如 pH 值在加乙酸后低于 ，則說明廢水的緩沖能力不是非常強(qiáng)，在操作中應(yīng)小心控制，后一種情況下，在廢水處理中產(chǎn)生的 NH3也能提高其緩沖能力。 ④ 廢水中維持細(xì)菌生長必需的營養(yǎng) 厭氧菌需要的營養(yǎng)較少，粗 略地講， N 和 P的需求大約為 COD： N： P≈（ 350～ 500）：5： 1。但由于發(fā)酵產(chǎn)酸菌的生長速率大大高于產(chǎn)甲烷菌，因此，較為精確的估算應(yīng)當(dāng)是 CODBD： N： P： S約為（ 50/Y）： 5： 1： 1。其中 Y 為細(xì)胞產(chǎn)率，對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)酸菌， Y＝ ；對(duì)于甲烷菌， Y＝ 。典型地，對(duì)完全未酸化的廢水，取 Y＝ ；對(duì)于一個(gè)完全酸化的廢水，取 Y＝ 。此外，甲烷菌細(xì)胞組成中有較高濃度的鐵、鎳和鈷。在以冷凝液為主的廢水中，有時(shí)在例如玉米、土豆加工廢水中，這些元素可能非常少，在此情況下應(yīng)當(dāng)加入這些微量元素，有時(shí)也增加鋅和鉬。 ⑤ 廢水中懸浮物的含量 廢水中懸浮物的含量如果太高，則可能不大適宜于 UASB處理。當(dāng)廢水懸浮物質(zhì)量濃度超過 3000mg/L，并且它們不能生物降解而且能滯留在反應(yīng)器內(nèi)，就會(huì)引起較大麻煩。但如果這些懸浮物能夠生物降解，或者它們不在反應(yīng)器內(nèi)滯留，則不會(huì)引起任何問題。懸浮物能否在反應(yīng)器內(nèi)滯留取決于懸浮物和污泥的顆粒大小與密度，當(dāng)反應(yīng)器形成顆粒污 泥，在懸浮物不容易停留在反應(yīng)器內(nèi)。對(duì)于可以降解的懸浮物，應(yīng)當(dāng)知道它降解的速率以便計(jì)算懸浮物在反應(yīng)器里的保留量。 ⑥ 了解廢水中是否含有有毒化合物和在厭氧過程中轉(zhuǎn)化為有毒化合物 一般情況下，應(yīng)當(dāng)了解總氮（凱氏氮）和氨氮、硫酸鹽和亞硫酸鹽的濃度，并要了解在廢水產(chǎn)生的工廠里是否使用了殺菌劑、消毒劑等。 4) 初次啟動(dòng)的一些要點(diǎn) UASB 的反應(yīng)器啟動(dòng)的過程實(shí)質(zhì)上是對(duì)菌種的馴化、選擇、增殖的過程。因此在啟動(dòng)階段應(yīng)有一定的目標(biāo)和遵循某些基本規(guī)則。 初次啟動(dòng)是一個(gè)需要熟練技藝和經(jīng)驗(yàn)的過程，盡管許多人已成功完 成過各類 UASB的啟動(dòng)，但不同規(guī)模、不同設(shè)計(jì)和處理不同廢水的 UASB的啟動(dòng)模式和啟動(dòng)花費(fèi)的時(shí)間有時(shí)相當(dāng)不同，因此從根本上了解啟動(dòng)的一些要點(diǎn)比一個(gè)啟動(dòng)模式更有用。下面將敘述一下一般承認(rèn)的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。 ① 對(duì)啟動(dòng)初期的目標(biāo)應(yīng)明確 在 UASB的啟動(dòng)初期，特別是第一階段，不能夠片面追求反應(yīng)器的處理效率、產(chǎn)氣率的改進(jìn)和出水的質(zhì)量等。因?yàn)槌跗诘哪繕?biāo)是反應(yīng)器逐漸進(jìn)入“工作”狀態(tài)，從微生物角度看，它實(shí)質(zhì)上是使菌種由休眠狀態(tài)恢復(fù)及活化的過程，在這一過程中，理所當(dāng)然有一個(gè)停滯期存在。當(dāng)菌種從休眠中恢復(fù)到營養(yǎng)細(xì)胞的狀態(tài)后，它們 還要經(jīng)歷對(duì)廢水性質(zhì)的適應(yīng)。在整個(gè)顆?；^程中，選擇、馴化、增殖過程都在進(jìn)行，而原種泥中可能濃度較低的甲烷菌增長速度相對(duì)于產(chǎn)酸菌要慢得多。因此在顆粒污泥出現(xiàn)前的這一階段可能相對(duì)較長，這一階段里不可能有較大的反應(yīng)器負(fù)荷。 ② 進(jìn)液的濃度 廢水質(zhì)量濃度低于 5000mgCOD/L 時(shí)， 一般 不需要稀釋可直接進(jìn)液，除非廢水中含高濃度的有毒物質(zhì)。當(dāng)廢水濃度過高時(shí)，最好將廢水稀釋到大約 5000mgCOD/L。在沒有低濃度的其它稀釋水時(shí)，可以簡單地采用反應(yīng)器出水的循環(huán)。但出水循環(huán)在啟動(dòng)階段也應(yīng)謹(jǐn)慎從事，因?yàn)閱?dòng)階段的出水有時(shí)仍會(huì) 有相當(dāng)濃度的未降解的 COD，以這種出水不能有效稀釋進(jìn)水有時(shí)反而會(huì)引起過負(fù)荷。在這種情況下如果負(fù)荷的因素更重要時(shí)，則不必采用出水的循環(huán)。當(dāng)采用出水循環(huán)時(shí)，可以參照表 3給出的要點(diǎn)。 表 3 UASB 出水循環(huán)的應(yīng)用要點(diǎn) 當(dāng)廢水 COD 質(zhì)量濃度低于 5000mg/L 時(shí)，不需要出水循環(huán)；但當(dāng)亞硫酸鹽質(zhì)量濃度大于 200mg/L，則應(yīng)采用循環(huán)使進(jìn)液亞硫酸鹽質(zhì)量濃度低于 100 mg/L 當(dāng)廢水 COD 質(zhì)量濃度在 5000～ 20200mg/L 時(shí)， 采用出水循環(huán)啟動(dòng)，使進(jìn)液濃度在 5000mg/L 左右 廢水 COD 質(zhì)量濃度超過 20200mg/L時(shí)，在啟動(dòng)階段可以采用其它稀釋水。高濃度廢水常常含有高的鹽濃度，這使得甲烷產(chǎn)率增加很慢。因此，以其它含鹽少的或清水稀釋有利于菌的增殖，最后直接稀釋到5000mg/L。如果不能稀釋至 5000 mg/L，則至少稀釋到 20200 mg/L，并同時(shí)采用出水循環(huán) 當(dāng)增加負(fù)荷時(shí)，必須記住出水 COD濃度會(huì)有短暫的增加階段，此時(shí)采用循環(huán)時(shí)可以通過計(jì)算得出反應(yīng)器的真正負(fù)荷或進(jìn)液濃度。真正進(jìn)入反應(yīng)器的混合水濃度為： (cin+fcoff)/( 1+f)，其中 f 為循環(huán)比； cin為原水進(jìn)液濃度； coff為出水濃度 注： 這些原則一般也適用于啟動(dòng)后的正常操作。 ③ 負(fù)荷增加的操作方法 啟動(dòng)的最初負(fù)荷可以從 ～ 1 kgCOD/(m3? d)開始，當(dāng)可生物降解的 COD去除率達(dá)到 80％后再逐步增大負(fù)荷。 為保險(xiǎn)起見，反應(yīng)器開始負(fù)荷不應(yīng)太高，只要容積符合略高于 kgCOD/