養殖污水處理設備工藝

實驗方法

　　對接種厭氧顆粒污泥后的ABR,采用逐步升高負荷的方式進行啟動。在啟動過程中,固定停留時間為24 h,調節進水堿度,反應器溫度在20 ~ 35 ℃ 之間,當出水COD 去除率達到60% 以上時,再穩定運行5 ~ 7 d,確保出水中VFA 和pH 分別在0 ~ 0. 2 和6. 8 ~ 7. 5 之間,然后逐步提高有機負荷30% 左右,繼續上述啟動過程;當進水有機負荷為5. 7,COD 去除率在80% 以上,即可認為ABR 啟動完成。

在上述啟動過程,定期測定ABR 各格室和進出水的相關指標。COD 使用COD 快速測定儀進行測定(CTL-12,華通,河北承德),VFA 采用氣相色譜法(SP3420A,北分瑞利)測定,DO 使用溶解氧電極進行測定(DO-958-S,China)。

混合液懸浮固體濃度(MLSS)、揮發性懸浮固體濃度(MLVSS)、污泥沉降比(SV)和污泥體積指數(SVI)參照標準方法測定。污泥的粒度使用激光粒度儀測定。

反應器啟動成功后,測定污泥微生物群落結構及多樣性按照文獻中程序和方法進行,主要包括:提取DNA、細菌16Sr PCR 擴增、PCR 產物的變性梯度凝膠電泳(DGGE)分析、DGGE 圖譜中優勢條帶的回收與測序以及序列片段分析等步驟。在ABR 操作條件的優化過程中,采用單因子實驗方法,通過比較不同的水力停留時間或溫度條件下ABR 的處理效果,獲得反應器操作條件。

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　　2　結果分析與討論

　　2. 1 ABR 的快速啟動過程

　　2. 1. 1 有機污染物的去除效果

　　圖2 為ABR 啟動過程中出水COD 及其去除率的變化曲線。如圖所示,ABR 啟動過程可以分為5個階段,每個階段平均運行時間為兩周左右。在第1 階段(1 ~ 13 d), ABR 進水COD 控制在2 000mg·L - 1 ,對應的有機負荷(OLR) 為2. 0 kg COD·(m3 ·d) - 1 ;起初,ABR 在常溫下運行,出水COD在1 000 mg· L - 1 以上, 然后控制反應器溫度在32 ℃ 左右, ABR 出水的COD 逐步下降到500mg·L - 1 以下,去除率zui終大于75% 。

在第2 階段(14 ~ 26 d) 中設定OLR 為2. 5 kg COD·( m3 ·d) - 1 ,ABR 進水COD 控制在2 500 mg·L - 1 左右,其去除率在80% 左右,zui高時可達90% 以上。進入第3 階段(27 ~ 44 d) ,ABR 進水COD 控制在3 250 mg·L - 1 ,由于反應器保溫設施運行不穩定,導致該階段ABR 的COD 去除率不穩定;出水COD 在啟動32 d 左右開始突然上升,相應的COD 去除率甚至出現低于40% 的現象,盡管如此,ABR出水pH 保持在6. 7 ~ 7. 2 之間,VFA 低于3. 0 mmol·L - 1 ,表明反應器并沒有發生酸化;這種現象一直持續到第4 階段(45 ~ 56 d) 結束,當進水COD 在4 400 mg·L - 1 時,ABR 的COD 去除率仍然較低( < 60% ) 。

為了改善這種情況,在此階段后期對ABR 的保溫設施進行維修,以確保反應器的運行溫度控制在32 ~ 35 ℃ ,在第5 階段(57 ~ 64 d) ,ABR 有機負荷設定為5. 7 kg COD·( m3 ·d) - 1 ,進水COD 在5 700 mg·L - 1 ,反應器的出水COD 逐步降低,COD 的去除率zui終穩定在98% 左右,表明ABR 啟動成功。

　　上述結果表明,采用接種成熟顆粒污泥的方法可以在保持高負荷處理能力的條件下成功啟動ABR。徐金蘭等采用接種厭氧消化污泥的方法啟動ABR,其容積負荷從0. 85 kg COD·(m3 ·d) - 1 提高到1. 50 kg COD·(m3 ·d) - 1 運行了60 d 左右;李文昊(2010)采用顆粒活性炭加速啟動厭氧消化污泥及接種下水道污泥混合物的方式啟動ABR,其容積負荷達到8. 00 kg COD·(m3 ·d) - 1 、COD 去除率超過80% 運行了70 d 的時間。可見,采用成熟顆粒污泥接種或者其他加速啟動的方式均可縮短ABR 的啟動時間。