论文部分内容阅读
UASB——升流式厌氧污泥床,是集高效处理污水与厌氧发酵制氢于一体的反应器,它具有不消耗矿物能源、成本低等优点,具有科研价值与应用前景。本文研究UASB反应器在处理污水的同时进行生物制氢时的各项工程运行参数,总结了UASB反应器启动、稳定运行阶段的特性,并研究了不同赤糖浓度的进水对UASB反应器稳定运行的影响。实验以赤糖模拟废水为底物,氮磷复合肥为营养元素,反应器内的温度控制在(35±1)℃,水力停留时间8h。启动阶段控制COD浓度在1000mg/L左右,经过30天启动完成。启动结束后将COD浓度调整到4500-6000mg/L,对UASB反应器稳定运行特性进行研究。最后通过改变模拟废水中赤糖的含量,研究有机负荷对UASB生物制氢的影响。整个实验历经150天,期间UASB反应器系统经历启动到稳定运行再到系统崩溃。启动阶段各项工程参数均有不同程度的变化,COD去除率由不足10%到40%,产气量由0增长到10L/d,ORP由-220mv降到-400mv左右,出水pH由6.45降到4.5～5.0之间。发酵类型由混合型发酵转变成乙醇型发酵。稳定运行阶段各项工程参数都相对较为稳定,COD去除率最高达到43%,ORP稳定的保持在-380到-440mV之间,进水pH在6.75-7.25,出水pH值始终保持在4.5～5.0之间。产气量最大达到27.040L/d,氢气含量保持在50%以上,液相末端产物中,乙醇和乙酸的含量较大,在80%-85%的范围内波动,且乙醇的含量明显高于其它有机酸,说明稳定运行阶段的UASB反应器系统内部形成了典型的乙醇性发酵。在提升模拟废水中赤糖含量的阶段,即加大反应器系统内有机负荷冲击,直至超出系统所能承受的有机负荷冲击范围,系统崩溃实验结束。进水赤糖含量在2.5g/L时,发酵气体产量最大,COD去除率最高,说明此赤糖浓度是最适合产氢菌生存的,超过4mg/L时产氢菌开始大量死亡,致使系统崩溃,具体表现为COD去除率降低,产氢量降低,液相末端产物中乙醇含量大幅度减少,低于其它种类的酸性产物,从乙醇性发酵转变为其它类型的发酵。研究结果表明,UASB反应器在进行污水处理的同时能够实现厌氧生物制氢,具有较高的工程实用价值,是污水处理领域最具前景的发展方向之一。但距离将其进一步实现真正的工业化还有很长的路要走,这需要进行更加深入的研究。