盐度对EGSB反应器的运行及厌氧颗粒污泥的影响分析

2018-03-02陈永飞宋婷婷

中国设备工程 2018年4期

陈永飞，宋婷婷

（浙江省环境工程有限公司，浙江杭州 310012）

1 盐度对生物处理效果形成影响的主要因素

在利用生物处理方法的过程当中，主要是应用了活性污泥或者生物膜，以及颗粒污泥当中微生物新陈代谢对降解废水当中污染物进行吸附。而高盐度则会导致高渗透压的出现，让微生物细胞出现脱水的情况，并且会对生物降解有机物所呈现的反应效率形成影响，继而对生物处理方法实际效果形成一定影响。所以，在对高含盐量废水进行处理的时候需要选择那些可以耐受高盐度影响的反应器。

2 实验方法

本次试验主要是利用对EGSB反应器的进水当中氯离子浓度进行调整，实现反应器所承受盐度负荷的提升，在零盐度之下将反应器连续启动之后分为四个阶段逐渐提高进水当中氯离子的浓度，各个阶段浓度分别是 2000mg·L-1、3500mg·L-1、5000mg·L-1以及7500mg·L-1。在每一个阶段对反应器进水和出水的COD、容积产气率、颗粒粒径分布以及沉降速度等进行测定。还要针对CL-浓度是0以及5000两个阶段所对应的厌氧颗粒污泥实施高通量测序以及宏基因组分析。接种厌氧颗粒污泥取自某饮料生产公司污水处理站中UASB反应器产出的颗粒污泥，接种颗粒污泥的体积占据反应器总容积的百分之五十。反应器的水力停留时间是24小时，回流比R是6:1，反应器温度利用电阻丝温控器始终控制于（35±2）℃，进水pH值则保持于6.8～7.2之间，进水COD浓度则是3267mg·L-1，COD容积负荷的数值是3.267kg·（m3·d）-1。

3 实验结果分析

（1）盐度对于COD降解形成的影响。利用EGSB反应器将COD浓度、pH值以及进水COD容积负荷等各项因素控制为不变的条件下研究COD降解率受到盐度的影响。实验结果图1所示。

图1 实验结果图

当CL-浓度小于7500mg·L-1的时候，COD降解率所受到的影响并不大，适当提升盐度将会促进COD降解。在反应器启动之后，COD的平均去除率是76.2%，出水COD平均浓度是699.2mg·L-1。在进水CL-浓度是2000mg·L-1时，对COD的去除率稍有下降，不过与前一阶段比较仍然稍有上升，并且呈现出增长的趋势，平均去除率是79.2%，出水COD平均浓度是678.25mg·L-1。而在进水CL-浓度提高到了3500mg·L-1时，去除率没有受到明显的影响，持续提升，平均去除率是87.7%，出水COD平均浓度是401.9mg·L-1。反应器 Cl-浓度在 2500～3000mg·L-1之间的时候，COD去除率可以维持很快的增长速率，而且在3500mg·L-1的浓度之下去除率增长与前一阶段相比会更快。反应器在运行51天开始，进水Cl-1浓度提升到5000mg·L-1的时候，COD去除率呈现出降低的情况，不过还是能够维持于百分之八十之上，整个阶段COD去除率呈现出在波动中上升的态势，COD平均去除率是90.5%，而出水COD平均浓度是307.1mg·L-1。因为COD浓度的波动比较大，COD去除率需要具备一定提升的空间。而在反应器运行达到第91天的时候，对进水条件作出调整，让进水N、P浓度提升一倍，给反应器当中微生物提升一定氮源和磷源的供应。在进水CL-的浓度提升到7500mg·L-1，反应器中COD平均去除率是98.1%，并没有呈现出明显的波动，出水COD平均值是61.08mg·L-1。由于COD去除率是7500mg·L-1时没有对进水CL-浓度形成影响。反应器在启动之后第114天曾将CL-浓度提高到10000mg·L-1，不过在调整的第二天，反应器当中厌氧颗粒污泥就出现了非常明显的上浮流失情况，之后将进水停止，两天之后把CL-浓度恢复到7500mg·L-1。因为调整得及时，这个期间COD并没有受到明显影响，反应器在很短的时间之内恢复到之前的情况。CL-的浓度为5000mg·L-1时，反应器经过两个月驯化之后COD降解能力还可以进一步提升，7500mg·L-1时，去除率可以维持在一个稳定的最高水平。

（2）盐度对于容积产气率形成的影响。经实验分析，反应器当中容积产气率所受到盐度的影响变化跟COD降解变化较为相似，在盐度提高的时候会受到一定的影响，并且在持续驯化一段时间之后又逐渐恢复，而且能够在原有的水平之上实现进一步提升。而不同之处在于盐度的变化对于产气率形成的影响会更大，没有COD降解率所呈现变化平稳。

（3）盐度对于厌氧颗粒污泥形成的影响。在反应器运行的不同阶段，进行分别采样测定厌氧颗粒污泥粒径分布以及沉降速度参数（可以体现出颗粒污泥的整体状态以及降解性能）。作为反应器当中厌氧污泥主体，颗粒污泥所呈现的状态属于反应器实际运行效果的关键点，颗粒污泥状态和特性等因素会对厌氧反应器处理效果、系统稳定性以及体系活性等形成影响。经实验分析可知（如表1所示），在盐度的冲击之下，大颗粒污泥会受到影响之后解体成为小颗粒的污泥，从而导致小颗粒污泥占据的比例上升。在CL-的浓度提升到7500mg·L-1，并且短暂调整到10000mg·L-1之后粒径是0.9～0.6毫米的颗粒污泥，有很大一部分解体成了粒径低于0.6毫米的微小颗粒污泥，与之前几个运行阶段之间比较，变化比较大。颗粒污泥粒径的分布若处在高负荷的条件之下也会呈现出相同的变化，这主要是由于大颗粒污泥当中微生物相对更为丰富，结构比较复杂，生长优势较为明显，粒径在0.9～0.6毫米的颗粒污泥比较容易受到影响而出现解体的情况，导致粒径减小。在盐度较低的情况之下，颗粒污泥粒径的分布变化会维持在一个比较小的范围之内。CL-浓度处在0～7500mg·L-1之间的时候，粒径超过2毫米的大颗粒污泥所占据的质量比例为50%以上，且在Cl-浓度被调整至3500mg·L-1之后，粒径超过2毫米的大颗粒污泥占据的质量比例呈现出了比较低的增幅，所以说粒径污泥在此等级盐度负荷之下能够呈现出较好的适应性。

表1 经实验分析

图2 沉降速度受到盐度的影响

如图2所示，相同粒径范围之内厌氧颗粒污泥所具备的沉降速度受到盐度的影响并不大，而粒径超过0.9毫米的颗粒污泥沉降速度一直处在60mg·L-1之上，处于粒径超过2毫米的颗粒污泥之下，其它粒径较低的颗粒污泥沉降速度都呈现出了一定程度的提高。经研究可以得知，废水浮力会随着盐度的提升而有所增加，造成高含盐量体系能够在系统当中留有密实程度较高的颗粒污泥，大颗粒污泥当中容易出现营养不足从而导致细胞自溶而出现空腔，密度下降，对沉降速度造成影响。