UASB的启动.doc

UASB反应器的启动与运行
污泥颗粒化的意义
厌氧反应器内颗粒污泥形成的过程称之为颗粒污泥化，颗粒污泥化是大多数UASB反应器启动的目标和启动成功的标志。污泥的颗粒化可以使UASB反应器允许有更高的有机物容积负荷和水力负荷。一般絮状污泥的UASB负荷在10kgCOD/(m3d)以下，而颗粒污泥UASB反应器负荷甚至可高达30～50kgCOD/(m3d)。
据HulshoffPol，颗粒污泥化还具有如下优点。
细菌形成颗粒状的聚集体是一个微生态系统，其中不同类型的种群组成了共生或互生体系，有利于形成细菌生长的生理生化条件并有利于有机物的降解。
颗粒的形成有利于其中的细菌对营养的吸收。
颗粒使发酵菌的中间产物的扩散距离大大缩短，对复杂有机物的降解是很重要的。
在废水突然变化时（例如pH值、毒性物的浓度等），颗粒污泥能维持一个相对稳定的微环境，使代谢过程继续进行。
UASB反应器的初次启动
初次启动是对一个新建的UASB系统以未驯化的非颗粒污泥接种，使反应器达到设计负荷和有机物去除效率的过程，通过这一过程伴随着颗粒化的完成。厌氧微生物，特别是甲烷菌增值很慢，厌氧反应器的启动需要较长的时间，这被认为是高速厌氧反应器的一个不足之处。但一旦启动完成，在停止运行后的再次启动可以迅速完成。关于厌氧污泥的颗粒化和UASB的初次启动有很多深入的研究，表1是HulshoffPol和Lettinga对第一次启动的若干要点总结。
表1UASB反应器初次启动的若干认识
种泥可供细菌附着的载体物质微粒对刺激和发动细胞的聚集是有益的
种泥的产甲烷活性对启动的影响不大，尽管质量浓度大于60gTss/L的稠消化污泥的产甲烷活性小于较稀的消化污泥，前者却有利于UASB的初次启动
添加部分颗粒污泥或破碎的颗粒污泥，也可提高颗粒化过程启动过程的
操作模式在启动中必须相当充分地洗出接种污泥中较轻的污泥，保存较重的污泥，以推动颗粒污泥在其中的形成，要点如下
洗出污泥不再返回反应器
当进液COD质量浓度大于5000mg/L时采用出水循环或稀释进液
逐步增加有机负荷，有机负荷的增加应当在降解COD能被去除80％后再进行
保持乙酸质量浓度始终低于1000mg/L
启动时稠型污泥的接种量为大约10～15kgVSS/m3；质量浓度小于40kgVSS/m3的稀消化污泥接种量可以小一些废水特征废水浓度低浓度有利于颗粒化的快速形成，但浓度也应当足够维持良好的细菌生长条件，最小的COD质量浓度应为1000mg/L
污染物性质过量的悬浮物阻碍颗粒化的形成
废水成分溶解性碳水化合物为主要底物的废水比VFA为主的废水颗粒化过程快，当废水含有蛋白质时，应使蛋白质尽可能降解
高的离子浓度（例如Ca2+、Mg2+）能引起化学沉淀（CaCO3、MgNH4PO4），由此导致形成灰分含量高的颗粒污泥环境因素在中温范围，最佳温度为38～40℃；高温范围为50～60℃
反应器内的pH值应始终保持在6.2以上
N、P、S等营养物质和微量元素（例如Fe、Ni、Co）应当满足微生物的需要
毒性化合物应当低于抑制浓度或应给予污泥足够的驯化时间接种
接种的过程是相当简单的，由于水中的溶解氧会很快被种泥中的兼性厌氧菌消耗并形成严格的厌氧条件，所以启动时不需要严格的厌氧条件。
当没有现成的颗粒污泥时，应用最多的种泥是污水处理厂消化池的消化污泥。稠的消化污泥对于颗粒化的形成有利，从而可加快初次启动的速度。除了消化污泥之外，可用作接种的物料很多，例如牛粪和各类粪肥，下水道污泥等。一些污水沟沉淀物和富微生物的河泥也可以被用于接种，但不应当有太多砂子。污泥的接种质量浓度至少不低于10kgVSS/m3反应器容积。接种污泥的填充量应不超过反应器容积的60％。
“载体物质”对启动初期细胞聚集体系形成是有益的，但加入任何形式的填料是不需要的。这里的“载体物质”仅指细胞本身的菌胶团物质，因此这种载体物质会自然存在于各种种泥中。HulshoffPol在其博士论文中讨论了少量Ca2+对初次启动的作用，认为它对颗粒化的发展是有促进作用的，原因是Ca2+的沉淀会形成这种载体内核。但Ca2+的添加也不是必须的。一旦颗粒污泥形成，部分破裂的颗粒污泥碎片会成为新生的颗粒污泥的载体。
当用非颗粒污泥接种时，则应当注意反应器的操作。如前所述，为避免絮状污泥在反应器里大量生长从而妨碍颗粒污泥的形成，必须将絮状污泥和分散的细小污泥由反应器“洗出”，这是反应器完成颗粒化的先决条件。但是洗出应当是缓慢的逐步进行的过程，过度的洗出会使反应器内污泥量减少太多而导致启动失败。表2为不同温度下操作6m高的生产性UASB反应器所得到的污泥停留时间范围。
表2不同温度下操作6m高的生产性UASB反应器所得到的污泥停留时间范围
温度/℃最大污泥负荷/[kgCOD/(kgVSS·