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相比传统流化床生物膜反应器,逆流化床生物膜反应器具有流化状态易控制、耗能小、不易产生沟流短路等优点,近年来得到污水处理研究者的广泛关注。启动方法的合适与否决定了生物膜反应器能否快速建立和能否实现高效的污水处理。而目前好氧逆流化床生物膜反应器的启动过程研究很少。针对这一过程,本文首先进行了逆流化床充氧和颗粒流化性质研究,其次探究建立了一种快速启动方案,最后采用已建立的启动方案研究了不同的反应器形式,不同性质的载体颗粒,不同颗粒装载比在启动过程中的表现。研究结果如下:
在鼓泡床中测试了不同曝气装置的充氧能力,发现微孔(1μm)钛合金曝气头具有较高的充氧效率。测试了逆流化床中5种载体颗粒的起始流化气速,发现活性炭修饰的聚乙烯颗粒(PEC)具有最小的起始流化气速(0.69mm·s-1)。
应用PEC作为微生物载体于逆流化床中,装载比为10.7%,依次探究了三个不同的启动方案,发现:1天的接种即可使污泥与载体颗粒充分接触;接种后进行连续进水,短水力停留时间(<3h)的操作有助于冲出悬浮生长的微生物并促进微生物膜的形成。最终建立的优化启动方案在6天的连续进水过程中获得了514mg·L-1的高生物膜浓度,在有机负荷为6gCOD·L-1·d-1,进水化学需氧量为500mg·L-1时,化学需氧量去除率大于95%。
应用快速启动方案研究了反应器形式,颗粒性质,颗粒装载比对启动过程的影响,发现:(1)相对于逆流化床,内循环逆流化床表现出了充氧能力低(溶解氧小于1mg·L-1),COD去除率低(<70%),颗粒流失严重(56%流失)等问题。(2)使用未经过活性炭修饰的聚乙烯颗粒(PE)的逆流化床反应器所获得的生物膜浓度低(269mg·L-1),约为使用PEC反应器的一半。使用活性炭修饰的两种大颗粒,回收聚乙烯颗粒(PERC)和聚丙烯颗粒(PPC)的两个反应器获得了很低的生物膜浓度(96mg·L-1,99mg·L-1)。珍珠岩颗粒在启动过程中表现出了易破碎易沉降的性质,在4天的时间内几乎全部流失。(3)研究了最优颗粒PEC装载比的影响,发现装载比低(5.4%)时,反应器中生物膜过度生长为胶状微生物团,最终微生物膜浓度为183mg·L-1。装载比高(16.1%)时,反应器中大量颗粒流失(约25%),最终微生物膜浓度为402mg·L-1。装载比适中(10.7%)时,反应器获得了最高的生物膜浓度(514mg·L-1)和最高的COD去除率(>95%)。
在鼓泡床中测试了不同曝气装置的充氧能力,发现微孔(1μm)钛合金曝气头具有较高的充氧效率。测试了逆流化床中5种载体颗粒的起始流化气速,发现活性炭修饰的聚乙烯颗粒(PEC)具有最小的起始流化气速(0.69mm·s-1)。
应用PEC作为微生物载体于逆流化床中,装载比为10.7%,依次探究了三个不同的启动方案,发现:1天的接种即可使污泥与载体颗粒充分接触;接种后进行连续进水,短水力停留时间(<3h)的操作有助于冲出悬浮生长的微生物并促进微生物膜的形成。最终建立的优化启动方案在6天的连续进水过程中获得了514mg·L-1的高生物膜浓度,在有机负荷为6gCOD·L-1·d-1,进水化学需氧量为500mg·L-1时,化学需氧量去除率大于95%。
应用快速启动方案研究了反应器形式,颗粒性质,颗粒装载比对启动过程的影响,发现:(1)相对于逆流化床,内循环逆流化床表现出了充氧能力低(溶解氧小于1mg·L-1),COD去除率低(<70%),颗粒流失严重(56%流失)等问题。(2)使用未经过活性炭修饰的聚乙烯颗粒(PE)的逆流化床反应器所获得的生物膜浓度低(269mg·L-1),约为使用PEC反应器的一半。使用活性炭修饰的两种大颗粒,回收聚乙烯颗粒(PERC)和聚丙烯颗粒(PPC)的两个反应器获得了很低的生物膜浓度(96mg·L-1,99mg·L-1)。珍珠岩颗粒在启动过程中表现出了易破碎易沉降的性质,在4天的时间内几乎全部流失。(3)研究了最优颗粒PEC装载比的影响,发现装载比低(5.4%)时,反应器中生物膜过度生长为胶状微生物团,最终微生物膜浓度为183mg·L-1。装载比高(16.1%)时,反应器中大量颗粒流失(约25%),最终微生物膜浓度为402mg·L-1。装载比适中(10.7%)时,反应器获得了最高的生物膜浓度(514mg·L-1)和最高的COD去除率(>95%)。