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1.4生物反应器的启动与驯化
生物反应器的运行主要分为两个阶段:第一阶段为微生物的驯化和固定化阶段,为期30d;第二阶段为工艺参数、运行控制研究阶段,为期90d。
将厌氧颗粒污泥(取自酒精行业废水处理过程)投入到内循环UASB反应器中开始驯化,接种量分别为8、5kg。进水CODCr由预处理后的煤气化废水和葡萄糖提供,初始阶段废水CODCr占总CODCr的20%,总CODCr约为3500mg/L。在出水相对稳定的前提下逐步增加废水用量,一般每次提高10%直至100%,完成驯化过程。
采用两级内循环UASB出水与生活污水的混合水(体积比为5∶1)启动ABFB,接种污泥取自某市政污水处理厂二沉池的剩余活性污泥,池内投入PE填料,体积占总容积的40%。闷曝2d后开始连续进水,控制不同HRT,定时检测进出水水质情况。当出水COD≤100mg/L,NH4+-N≤15mg/L,用克氏定氮法测定载体中微生物量≥10g/L,可认为基本完成生物驯化和固定化阶段。
1.5分析方法
CODCr采用重铬酸钾法(GB/T11914—1989)测定;氨氮采用纳氏试剂分光光度法(HJ535—2009)测定;总氮采用GB/T11894—1989相关方法分析;碱度使用METTLERTOLEDOT50自动电位滴定仪测定;挥发酚和总酚的测定分别采用4-氨基安替比林分光光度法(HJ503—2009)和Folin-Ciocalteu比色法;pH用便携式pH计进行测定;石油类采用红外分光光度法测定。
2结果与讨论
2.1两级内循环UASB-ABFB生化系统运行及性能
由表1可知,预处理后废水中仍含有较高的COD、氨氮、酚类,并含有多种难降解有机污染物,属难生化处理有机废水(B/C=0.23<0.3)。本阶段处理难点在于降解以非挥发酚为主的COD和脱除高浓度氨氮。笔者在厌氧-好氧二级生物处理基础上,以二级内循环UASB-ABFB作为生物处理运行方式。
2.1.1二级内循环UASB运行效果
预处理后的煤气化废水进入完成驯化的二级内循环UASB反应器中,运行情况如图2所示。进水COD为(3650±80)mg/L时,出水COD可达到(550±50)mg/L,COD去除率可稳定在85%左右。
UASB反应器中厌氧颗粒污泥的产甲烷活性(以CH4计)为4.887g/(g?d)。UASB反应器经过启动、驯化和长期运行,形成了能适应煤气化废水的厌氧颗粒污泥,直径范围在0.1~0.5cm(见图3),利用透射电镜的超微切片技术对颗粒污泥各层面上的生物相进行剖析。发现颗粒表层不同类型的细菌多以微小菌落群的形式分布,在向内接近表面的部分混栖菌群才逐渐增多,呈递增趋势,且菌体密度大,细胞代谢旺盛、活力强。颗粒内层菌体密度降低,畸形和死亡的细胞数目呈递增趋势。
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