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ABR 运行过程的优化

2. 3. 1 水力停留时间的影响

图8 为HRT 对ABR 去除COD 和氨氮的影响曲线,以竖线为间隔,从左到右依次为48、36、24 和12 h。由此可见,当HRT 分别为48 和36 h 时,ABR的处理效果比较稳定。当HRT 缩短到24 h 时,COD的去除率依旧保持在80% 以上,氨氮的去除率开始升高;继续缩短HRT 为12 h,污泥负荷随之增加,导致COD 和氨氮的去除率均有明显降低。结合表4 的平均去除率可知,该ABR 适合的HRT 为24 h。

2. 3. 2 反应器温度

图9 为温度变化对ABR 处理效果的影响曲线。当反应器温度为18 ℃ 时,COD 去除率在45% ~ 70%区间内波动,其平均值为61. 91% ;当温度上升到32 ℃ 后,ABR 的COD 平均去除率增加到81% 。由此可见,ABR 在中温条件下运行效果更好。已有的研究表明,ABR 中污泥微生物适合在中温条件下生长;降低温度会导致污泥中絮状沉淀增多,产生大量细胞残骸,对微生物种群结构和数量产生不利的影响 。 下载天博

2. 4 ABR 的运行稳定性研究

ABR 启动成功后,进水COD 为5 000 mg·L - 1 ,氨氮浓度为500 mg·L - 1 ,HRT 控制在24 h,ABR 的运行状况如图10 所示,1 ~ 38 d 的运行中,温度控制在(32 ± 1)℃ ,COD 去除率保持在80% 以上。在ABR 的后续运行过程中,反应器温度降低到室温,出水COD 开始波动,但COD 去除率依然保持在60%以上。这表明ABR 在处理模拟畜禽养殖废水的下过程中具有较为稳定的运行效果,并在一定程度上能够抵抗温度降低的影响。

3 结论

1)针对模拟畜禽养殖废水的处理,通过接种厌氧颗粒污泥和逐步提升负荷的方式可以在64 d 内完成ABR 的启动。启动成功后ABR 的OLR 可达5. 7,COD 平均去除率可达98% 。

2)成功启动之后反应器中颗粒污泥浓度在7.14 ~26. 17 g·L - 1 之间,中位直径从0. 89 mm 增长到1. 18 ~1. 58 mm,平均增长速度为7. 28 × 10 - 3 mm·d - 1 。接触营养物质越多的格室污泥活性越好、颗粒污泥增长越快。成熟颗粒污泥结构相对疏松,致密程度低于接种污泥。

3)PCR-DGGE 分析结果表明,ABR 从第1 格室到第5 格室微生物的种类和丰度依次递减,不同格室中微生物群落发生了演替。其中序列zui相似的产酸菌包括:Raoulla ornithinolytica、Uncultured Clostridialesbacterium、Staphylococcus sp. 、Propionibacterium sp. 、Uncultured Acidobacteria bacterium、Brevibacterium casei等,序列zui相似的产甲烷菌Uncultured Firmicutes bacterium 等,以及序列zui相似的产氢菌Uncultured Clostridiumsp. 等。

4)在进水COD 和氨氮浓度分别为5 000 mg·L - 1 、500 mg·L - 1 ,碱度为2 000 mg·L - 1 (以CaO 计),HRT 为24 h,运行温度(32 ± 1)℃ 时,运行效果较好。相应的COD 去除率稳定在80% 以上。