厌氧填料折流板反应器的启动试验

崔玉波1，尹军2，曲波1，林英姿2
（1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院，黑龙江哈尔滨150090；2.吉林建筑工程学院环境工程系，吉林长春130021）

　　摘　要：在厌氧折流板反应器(ABR)内设填料，采用好氧活性污泥接种培养酸化菌膜对城市污水进行预处理，研究了反应器启动过程中生物膜的生长特点及对COD、氨氮、总磷的去除情况。
　　关键词：厌氧折流板反应器；城市污水处理；启动
　　中图分类号：X703.1
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)07-0075-02

　　厌氧折流板反应器(ABR)的特点是反应器被分成不同的隔室，水流局部呈完全混合而整体呈推流流态。这不仅有利于提高反应器的容积利用率，而且在不同隔室内可相对独立地培养适合于各自环境的微生物群落，利于各类微生物的平稳增长，还可以很好地抗冲击负荷［1、2］。

1试验装置与方法

1?1试验装置

　　试验装置如图1所示。

　　折流板反应器由挡板将其分成4个主体隔室，每个隔室容积为1.5L，总容积为6L，内设弹性立体填料。由于挡板的作用使水流在每个主体隔室内呈上升流。进水采用人工配制，水质指标与城市污水相近：COD为300～550mg/L，氨氮为30～50mg/L，总磷为10～20mg/L。?
1.2 试验方法?
采用预填好氧活性污泥并用原水培养酸化菌。在培养过程中考察生物膜的生长情况、COD在每个隔室的降解规律以及氨氮、总磷的去除情况。?

2结果与分析

2.1挂膜过程与分析
　　笔者在啤酒废水酸化预处理中曾采用自然挂膜的方法培养酸化菌，20℃时培养成熟至少需要一个月时间。何强等采用好氧预挂膜的方法加速厌氧生物膜反应器的启动^［3］，但增加了动力设备。试验采用好氧活性污泥接种培养酸化菌膜，无需曝气。?
原水进入反应器后，取城市污水处理厂回流污泥混合液1L，分别由各隔室上部倒入反应器的4个隔室。活性污泥在重力作用下下沉，下沉过程中受立体填料阻隔，褐色污泥絮体在隔室空间内挂满填料。随后控制进水流量在1L/h(HRT为6h)，3d后第1、2隔室中附 着在上部填料上的污泥开始泛白，底部有部分脱落污泥(呈黑色)。此后，由第1隔室开始，填料所挂生物絮体由上向下逐渐转化为乳白色酸化菌，但由第1隔室到第4隔室的这种趋势明显减弱。7d后第1隔室填料上已布满乳白色酸化菌，第4隔室填料上绝大部分褐色活性污泥絮体已脱落至底部，填料上仅挂有少量乳白色酸化菌，HRT缩短为4h，至第14d各室挂膜基本完成，但生物量从第1隔室至第4隔室递减，而且生物膜生长程度不同，第3隔室生物膜基本上包裹填料丝，呈圆形，第4隔室生物膜主体呈悬挂式。?
启动初期，兼性菌的生长先从隔室的上部开始，笔者分析这与大气复氧有关(反应器未封顶)。在好氧条件下生长的兼性菌进入厌氧环境后需要一个适应过程，而在此过程中即使是微量的氧也能使兼性菌活性增强，故形成了酸化菌由上向下繁殖的现象。启动后期对反应器上部生物膜的镜检发现有大量原生动物存在，而在下部生物膜却没有发现，这也说明了大气复氧对生物膜微生物的生长有影响。?
　　利用含脱落酸化菌的酸化出水接种，进行反应器启动的对比试验(启动阶段室温为18℃左右，后期为23℃左右)。结果表明，前3室2d内即可挂膜，7d即可正常运行。其原因有两个：一是温度升高加快了酸化菌的繁殖生长；二是种源微生物所处的环境条件几近相同，从而有利于其增殖。?
2.2 COD降解及pH值变化?
　　用碳酸钠预调进水碱度，使pH值为7.5～9。图2、3分别为在室温23℃、18.5℃(HRT为3.5h)时的各隔室COD降解情况及pH值的沿程变化。?

　　从图2、3可知，COD的沿程变化与pH值的变化呈相关性。前两室对COD的去除率比后两室的高，而前两室pH值的变化也较后两室大，这说明前两室的酸化效果优于后两室，这与前两室生物膜的生长状况好于后两室相对应。从COD的沿程变化上看，后两室的COD负荷明显小于前两室，这也与各室生物量不同相一致。?
2.3 氨氮、总磷的处理效果
　　折流板反应器对氨氮的去除主要是由微生物生长引起的，因厌氧微生物对氮的需求低于好氧微生物，故其去除率较小，试验结果见表1。

表1折流板反应器对氨氮的去除效果 HRT(d) 进水氨氮(mg/L) 出水氨氮(mg/L) 去除率(%) 2.5 49.3 41.5 16.3 3.0 42.0 33.0 21.4 3.5 50.7 44.3 13.0 4.0 41.9 36.3 13.0 4.5 50.7 43.6 13.6

　　水解酸化段除磷主要通过微生物代谢(利用磷合成核酸、辅酶等)来实现，而这个利用量又与生物量有关。不同停留时间折流板反应器的除磷效果见表2。

表2折流板反应器对总磷的去除效果 HRT(d) 进水总磷(mg/L) 出水总磷(mg/L) 去除率(%) 2.5 11.2 10.2 9.0 3.0 11.3 9.0 13.3 3.5 14.6 12.5 14.4 4.0 19.7 17.1 13.0

3 结论

　　①在折流板反应器的不同隔室中生物量分布明显不同，高COD负荷对应着高生物量。对于有机物浓度低的城市污水来说，4个隔室可完全满足需要。
　　②利用好氧活性污泥进行预挂膜可以充分发挥兼性菌的生物特性，无需曝气，18℃时在两周内可启动成功。

参考文献：

　　［1］贾洪斌.挡板式水解酸化法处理印染废水的中试试验研究［J］.工业水处理，2001，21(1)：39-41.
　　［2］雷中方.用厌氧折流板反应器处理碱法草浆黑液［J］.上海环境科学，1995，14(5)：19-22.
　　［3］何强.预挂膜加速厌氧生物膜反应器启动的试验研究［J］.给水排水，2001，27(5)：27-29.
　　［4］赵丹.厌氧折流板反应器(ABR)的水动力学及污泥特性［J］.环境工程，2001，19(2)：12-15.

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　　收稿日期：2002-03-04