厌氧折流板反应器(ABR)处理高浓度退浆废水特性研究

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退浆废水(主要含聚乙烯醇(PVA))是印染废水一种,其水质呈浓度高,水量小,可生化性差,难生物降解等特点。本文结合实际工程,针对小型印染厂退浆废水情况,在长水力停留时间(HRT)(7d)条件下,利用改进型ABR预处理退浆废水,拟提高退浆废水的可生化性,为二级生化处理奠定基础。分别研究了ABR低负荷启动过程及回流对ABR启动影响;水力停留时间(HRT)和回流量对ABR去除效果影响;ABR处理退浆废水(PVA)效果及PVA1799厌氧生物降解特性等方面,通过试验研究,得出以下研究成果:(1)用ABR处理退浆废水,低负荷是反应器成功启动的关键,在中温(32~34℃)、上流速度5m/h、水力停留时间7d,容积负荷从0.31kgCOD/(m3·d)到1.80 kgCOD/(m3·d)的变化范围内,系统COD去除率开始为81%,随后慢慢降低至55%左右,并长时间保持稳定,启动成功,历时约90d。(2)通过对比试验,研究了出水回流对ABR启动的影响,试验结果表明:在进水基质浓度较高的情况下,回流对提高反应器的处理效率作用不明显,但出水回流可使反应器对高浓度退浆废水适应性更强,有助于反应器稳定,可相对缩短启动时间;系统呈单一消化现象,各隔室出水pH、碱度、VFA趋于一致;回流使ABR各隔室污泥性质也接近,随着ABR各隔室的横向推移(1#至4#),污泥的SS、VSS和SS/VSS均不断增大,但增幅很小;反应器前隔室中的厌氧污泥以产酸菌为主,后隔室中产酸菌与产甲烷菌并存,优势菌群不明显,微生物相分离现象并不十分显著,与传统ABR微生物呈明显二相分布特征有差异。(3)HRT和回流量对ABR运行性能影响的试验结果表明:HRT对反应器处理效果起着决定性作用,HRT越长,系统去除效果越好。HRT=7d时,COD去除率达到56.5%,HRT缩短至3d时,COD去除率急剧下降到26.7%,且各隔室的去除率也有变化(HRT=7d,1#、2#隔室起主要降解作用,达到总去除率的77%,HRT=3d时,1#、2#隔室的降解作用降低至50%,后端隔室的降解作用逐渐增强)。在保证合适的上流速度的情况下,回流量对ABR的总去除率影响不大,回流量越大,各隔室出水越接近,后端隔室降解作用逐渐增强。(4)ABR处理退浆废水(PVA)及PVA厌氧生物降解特性试验结果表明:经过驯化,ABR系统对PVA,COD有良好的去除效果,PVA在1#、2#隔室利用产酸菌进行初步降解,生成易于生物降解的短链脂肪酸(VFA),3#、4#隔室的产甲烷菌利用其作为基质转化为CO2和CH4等简单物,在一个反应器中实现了难降解PVA的降解。静态试验表明:ABR厌氧污泥性质对PVA降解起着重要作用,产酸菌可以将PVA分解成为其它小分子物质,降低出水的PVA,但PVA没有完全降解为CH4和CO2;淀粉的加入,对产酸菌分解PVA有抑制作用,但对产甲烷菌的活性却有帮助。碱度和pH对PVA的降解影响都不大,但碱度偏高和pH接近中性时有助于COD的去除。(5)PVA浓度对厌氧污泥活性的抑制试验表明:当PVA浓度与驯化污泥时PVA的浓度相同或接近时,微生物的降解呈现较好的适应性,PVA浓度越高,污泥早期对PVA的吸附作用就越强,但经过10d降解后,PVA及COD最高去除率出现在低PVA浓度时(PVA浓度3.17g/L,PVA去除率达到34.5%)。PVA浓度对产酸阶段的抑制作用不明显,但对产甲烷菌的抑制作用明显,高浓度PVA使得产甲烷的活性几乎减少了一半。
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