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UASB反应器的启动及厌氧颗粒污泥的特性研究

肖本益  
【摘要】: 本论文主要论述了上流式厌氧污泥床(UASB)反应器的启动过程及其动力学和不同因素对厌氧颗粒污泥产气与耐氧活性的影响。 当UASB反应器的水力保留时间从60h降低到20h以下时,反应器产气明显增加(增加率达100%),反应器的启动过程加快。采用厌氧消化后的剩余污泥和活性污泥启动UASB反应器的时间比采用絮状厌氧污泥更短。隋性物质如活性碳和石英砂等能够启动反应器中污泥颗粒形成。以500g厌氧消化后的剩余污泥和7.5L活性污泥作为种泥,10~20h水力保留时间,以石英砂为惰性载体启动13L UASB反应器,所费时间为40d,比处理同种合成废水的相似工艺缩短15d左右。对一个运行稳定的UASB反应器来说,处理量、进液浓度、出液浓度和产气量之间存在一定的比例关系,该比例关系受到操作条件和环境条件的影响。 对本实验用厌氧污泥的产气活性而言,34.5℃为最佳处理温度,4℃保存、脱水率为29.4%有利于降低污泥产气活性的损失,1.86mM SO_4~(2-)和5.49mM K~+、4.50mM Mg~(2+)、2.50mM Ca~(2+)、2.14mM Fe~(2+)、2.15mM Zn~(2+)等能最大促进污泥产气(促进量为20~100mL/100mL污泥不等);而Cu~(2+)会抑制污泥的产气,并随着Cu~(2+)浓度提高,其抑制作用增强。 厌氧颗粒污泥的组成和结构使得它具有一定耐氧活性,对厌氧颗粒污泥的耐氧活性而言,最佳曝氧时间为0.5h。发酵液的pH值接近中性时,厌氧颗粒污泥的耐氧活性最高。0.0067g/mL谷氨酸钠和0.0033g/mL KI能够提高颗粒污泥的耐氧活性,而0.0033g/mL Na_2S、0.0067g/mL维生素C和0.0033g/mL NaHSO_3均会抑制颗粒污泥的耐氧活性。4℃保存、脱水率为37.6%能够降低污泥耐氧活性的损失。添加适量黑曲霉、梨头霉及工程菌的培养物能够提高污泥耐氧活性。


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