膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

2.4pH、甲烷与有机负荷的变化关系

在整个运行过程中，pH和甲烷随运行时间的变化情况分别见图7、图8。结合图5、图7和图8可以看出，在运行前期，由于进水有机负荷较高，产甲烷菌群的活性比产氢产乙酸菌群的活性低，导致有机酸积累，出现了pH下降的现象，甲烷含量较低;但是，产甲烷菌群的适应能力很强，很快就适应了发酵环境，再加上有机负荷降低，所以EGSB厌氧反应器内的pH很快就恢复稳定，甲烷含量也逐步提高，说明产甲烷菌群的活性逐渐超过了产氢产乙酸菌群的活性。

到运行后期，虽然有机负荷仍然较高，达到7kg/(m3˙d)左右，但是EGSB厌氧反应器内的pH一直维持在7～8，甲烷体积分数达到了61%，说明EGSB厌氧反应器内整个发酵体系已趋于稳定，酸碱缓冲体系已基本形成，产甲烷菌群已适应了发酵环境，活性明显高于产氢产乙酸菌群。

2.5颗粒污泥粒径测量分析

到启动实验结束后，借助取样孔取样，并通过边长为1mm的筛网对颗粒污泥进行筛选，发现在EGSB厌氧反应器内已经有颗粒污泥形成，粒径为2～4mm，大多呈球形和椭球形，颗粒表面光滑，手压有密实感，有一定的机械强度，说明颗粒污泥已经比较成熟。图9为颗粒污泥的照片。

2.6EGSB厌氧反应器的效率分析

为探索EGSB厌氧反应器对水葫芦汁液的处理效率，本研究进行了对比分析。查国君等[6]将水葫芦汁液固液分离后，在室温条件下，采用自制的二级和五级连续发酵工艺对水葫芦汁液进行了沼气发酵实验，HRT为20d，有机负荷为0.55kg/(m3˙d)，水葫芦汁液产气较稳定，二级发酵的产气量为1.93mL/g，五级发酵的产气量为1.3mL/g。

陈金才等[7]利用水压式沼气池对水葫芦汁液进行了半连续中温厌氧消化，HRT为10d，有机负荷为1.52kg/(m3˙d)，水葫芦汁液产气量为2.27L/kg，水葫芦汁液的COD降解率为88.4%。叶小梅等[8]在中温(35℃)条件下，利用全混合(CSTR)反应器处理水葫芦汁液，启动后运行80d时，有机负荷为6kg/(m3˙d)，容积产气率可达1.4m3/(m3˙d)，HRT为2.4d，COD平均去除率达85%。

而本研究在室温条件下，启动后运行至65d时，有机负荷为7.25kg/(m3˙d)，HRT为2.2d，COD去除率就达到90%以上，容积产气率达到1.35m3/(m3˙d)，COD去除率略优于前人对水葫芦汁液的处理效果。郭晓燕等[9]进行了EGSB厌氧反应器的工艺运行性能的研究，当污泥驯化成熟后，有机负荷在3～30kg/(m3˙d)波动，COD去除率均能保持在85%以上，证明EGSB厌氧反应器的抗负荷冲击能力较强。

任大军等[10]进行了EGSB厌氧反应器处理冷轧含油废水的微生物研究，发现有机负荷为15.6kg/(m3˙d)，HRT为12h。结合本研究以及前人的研究结果可以看出，EGSB厌氧反应器是一套能源转化效率较高的厌氧反应装置，是处理水葫芦汁液较理想的工艺。

3结论

(1)EGSB厌氧反应器运行初期，室温的变化会引起产气量的变化。但是，成熟的厌氧微生物群落体系对室温变化具有较强的适应能力，小范围的室温变化对厌氧微生物群落活性的影响非常小，几乎不会影响到产气量的总趋势。

(2)原废水循环启动EGSB厌氧反应器的方式是可行的，且EGSB厌氧反应器可以很好地处理水葫芦汁液。在运行65d时，有机负荷就可以达到7kg/(m3˙d)左右，COD去除率达到90%以上。

参考文献略

《环境污染与防治》作者：刘健峰，王强，田光亮，赵兴玲，柳静，王昌梅，刘士清，杨红，尹芳，张无敌

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