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生物膜厭氧折流板反響器處理榨菜生產高鹽有機廢水

文章出處:未知發表時間:2022-01-06 15:01:55


圖片15 

 

  目前,榨菜廢水處置生產性調試面臨的耐鹽微生物馴化水平有限、厭氧工藝難啟動易酸化、耐鹽菌對鹽度變化敏感、生物降解速率受鹽度影響明顯等問題,不斷是限制該類廢水處置的瓶頸。

 

  厭氧折流板反響器(ABR)具有微生物相別離、構造設計單、低水頭高容效等特征。ABR反響器作為第三代厭氧生物處置反響器,完成了分階段多相厭氧工藝(SMPA)的思想,其共同的分格室構造及推流態使得每個反響格室能夠馴化出環境條件相順應的微生物群落,進而造成產酸相和產甲烷相沿程得到別離,使其在整體性能上相當于一個兩相厭氧處置系統。生物相別離的特性使其抗沖擊負荷才能、處置效能及運轉穩定而性顯著提升,能夠應用于處置各種有機廢水,特別是復雜、難降解的有機廢水。

 

  生物膜厭氧折流板反響器(MABR)是新型水處置專利技術,在兩相別離厭氧的根底上增設了生物膜填料,極大增加了生物膜接觸面積,提升了厭氧生物處置效率。因而,選用MABR反響器作為榨菜工業廢水處工藝,并研討其中試調試運轉過程,具有顯著的代表性和應用價值。

 

  一、資料與辦法

 

  1.1 研討安裝

 

  該中試實驗MABR工藝設計如圖1所示,反響器總有效體積為110.7m3,分為五個反響格室A1、A2、A3、A4A5。反響器每個格室采用生物膜組合填料,底部設置排泥及污泥回流系統。

 

圖片16 

  1.2 進水和接種污泥

 

  經水解調理池調理水質水量后,高鹽榨菜廢水設計進水范圍為50m3/d,COD3500~4500mg/L,均值4000mg/L,鹽度為1.0%(NaCl),pH值為5.1~5.3。

 

  接種的污泥取自當地城鎮污水廠的脫水污泥實行污泥馴化,培育耐鹽菌。在馴化開端階段,首先向MABR分別投加污泥6t,此時控制進水鹽度為0.40%、進水量為30m3/d;接種污泥后,MABR靜置2d。以鹽度0.15%、水量5m3/d為進水梯度,均勻每周提升一次進水梯度,逐步培育出耐鹽微生物。

 

  在污泥馴化期間,進水鹽度為1.0%、進水量為50m3/d、各池各指標均正常、MABR反響器去除率到達50%、系統出水明澈并且運轉穩定時,能夠以為耐鹽污泥的馴化完成,然后進入試運轉階段。

 

  1.3 實驗計劃

 

  研討運轉共分為3個階段,各階段的運轉參數見表1所示,每個運轉工況均在系統穩定運轉后實行取樣剖析。

 

圖片17 

  1.4 剖析測定辦法

 

  水樣經過0.45μm中性濾紙過濾,以去除懸浮物的影響,水樣依照規范辦法測定COD、氨氮、總磷、鹽度等。實驗中檢測項目及其剖析辦法詳見表2。

 

圖片18 

  二、結果與討論

 

  2.1 MABR在污泥穩定階段的VFAs變化特征

 

  本實驗經過檢測揮發性脂肪酸(VFAs)的變化反映了厭氧生物處置系統中微生物菌群的代謝活性的改動。如圖2所示,在整個MABR穩定階段的初期,VFAsA2的總量一直高于A1,而A3、A4A5則逐級降落。在整個穩定階段,A2VFAs高達2405mg/L,闡明前兩格室產酸發酵菌群代謝活性較高。A3、A4A5VFAs降落十分有限,A4VFAs仍高達1625mg/L,A5VFAs高達1513mg/L,闡明在A4、A5中耗費的產氫產乙酸菌群和產甲烷菌群的代謝活性較低。剖析以為,主要緣由是后兩格室的pH較低,達不到產氫產乙酸菌和產甲烷菌適合的范圍(6.8~7.2),使得產氫產乙酸菌群和產甲烷菌群耗費VFAs的才能遭到了嚴重抑止。

 

圖片19 

  在穩定階段的后期,MABR前兩格室VFAs在整個穩定階段有所上升,但A3、A4A5VFAs卻大幅降落,由A22296mg/L降落到A5347mg/L。出水COD1146mg/L,去除率最終穩定在了71.2%。闡明在MABR系統的穩定階段,嚴厲控制pHVFA/ALK比值在0.3之下,把pH控制在6.8~7.2之間,可以顯著降低VFAs的剩余量,提升后兩個格室中產氫產乙酸菌群和產甲烷菌群的代謝活性,從而提升系統的運轉效能。

 

  2.2 MABR在效能提升階段的VFAs變化特征

 

  在效能提升階段,采用內回流的的方式,研討MABR對高鹽有機廢水的處置效果。把效能提升階段分為310d的周期,從A5回流混合液到A1,回流比分別設置為20%、40%60%。其中進水COD、溫度和HRT不變,pH堅持在7.2左右。

 

  圖3(a)MABR在不同梯度回流比條件下的VFAs的變化特征。能夠看出,在第1和第210d周期運轉期間,VFAs在的MABR前兩格室呈現逐步遞增的趨向,A2中的VFAs一直高于A1,而在后三個格室,VFAs則小幅度降落穩定。相比于第1個周期,第2個周期后三格室的VFAs有明顯降落,A5出水VFAs最低為198mg/L。這一現象標明,在MABR中,產酸相和產甲烷相沿程得以別離,前兩個格室為產酸發酵功用格室,然后三個格室為產甲烷功用格室。

 

圖片20 

  隨著回流比由20%增加到40%60%,前兩格室中的VFAs顯著升高,在A2中,VFAs由第1周期的2410mg/L,上升到第2周期的2586mg/L和第3周期的2754mg/L,標明回流比的提升刺激了產酸發酵菌群的生長,并且由于生物相別離,使產酸發酵菌群能夠在其適合的溫度和pH值環境中堅持較高的代謝活性。產酸發酵功用格室中的產酸發酵菌群可以及時完成對大分子有機污染物水解發酵。

 

  相較于第1和第2個周期,回流比為60%的第3周期呈現了后三格室VFAs小幅度增加的狀況,出水VFAs剩余量為326mg/L。這一現象闡明,高回流比使整個系統的VFAs都相繼增高,特別是后三個格室增高,增加的出水VFAs剩余量,不是最優工況。故在回流比為40%的狀況下,出水VFAs能到達198mg/L的最優工況。

 

  2.3 MABR在效能提升階段的COD變化特征

 

  在回流比分別為20%、40%60%3個周期內,出水COD呈現了小幅度變化。如圖3(b)所示,在第1個周期內,出水COD穩定并到達1017mg/L;在第2個周期內,出水COD穩定并到達872mg/L;在第3個周期內,出水COD穩定并到達1026mg/L。標明由于生物相的別離使得MABR反響用具有良好的抗負荷沖擊才能和污染物去除效能。故最佳工況回流比為40%,在高鹽有機廢水的復雜狀況下,MABR反響器出水COD穩定在872mg/L,COD去除率到達78%。

 

  三、結論

 

  1)采用高鹽榨菜腌漬有機廢水為研討對象,調查了生物膜厭氧折流板反響器(MABR)在實踐應用的可行性。在設計構筑物MABR中,進水COD3500~4500mg/L,有機負荷率為1.80kg/(m3?d),HRT53h,在厭氧混合液回流比為40%的狀況下,獲得了78%左右的COD去除率。

 

  2)MABR中,VFAs在總量的變化深入影響厭氧生物處置系統穩定運轉和COD去除率的變化。在MABR中,A1VFAs小于A2,A1A2VFAs越高表示產酸發酵菌群有較高的代謝活性,后三個格室VFAs逐步降落,最后的出水VFAs剩余量與出水COD正相關。本次實驗中出水VFAs最低到達198mg/L,出水COD到達872mg/L。

 


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