D0I:10.13374/i.issnl00113.2007.0L.004 第29卷第1期 北京科技大学学报 Vol.29 No.1 2007年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2007 厌氧陶粒附着膜膨胀床启动及运行实验研究 郭素红)倪文)王凯军)邹安华) 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)北京市环境保护科学研究院，北京100037 摘要采用载体吸附法的固定化方式培养了高活性的厌氧生物膜颗粒，并研究了反应器的启动运行、工艺特性及污泥特性 等规律，探索用生物膜颗粒取代厌氧颗粒污泥的可行性，以缓解国内颗粒污泥供应不足的问题·实验装置采用厌氧附着膜膨 胀床，投加人工配水，裸载体为陶粒（湿视密度1310kgm-3,平均粒径0.32mm)·实验分初次启动、二次启动及稳定运行两个 阶段进行，反应器仅需24d就可完成启动，C0D容积负荷最高达到18kgm-3d一1，相应的C0D去除率在70%一80%之间. 关键词陶粒；厌氧附着膜膨胀床：启动运行；工艺特性：污泥特性 分类号X703.1 高质量的颗粒污泥是现代所有高效厌氧生物反 1.1 实验装置 应器高效稳定运行的决定性因素，颗粒污泥不仅具 实验装置及反应器结构形式如图1(a),(b)所 有很高的生物活性，同时具有良好的沉降性能。但 示，反应器由有机玻璃制成，规格60mm× 是颗粒污泥的培养与获得需要较长的时间（一般为 2005mm,底部为平面，布水方式采用中央给水，切 3个月)山，也需要一定的技术水平，目前国内还缺 线回流的形式，反应区有效容积4.41L,总容积8L· 少足够的高活性颗粒污泥，许多新建厌氧反应器难 湿式气体流量计 (a) 以快速启动.因而必须研发一种由分散污泥接种， 三相分离器 在短时间内形成颗粒污泥的高效厌氧反应器， 出水水封 P]在研究污泥的颗粒化现象时发现，在分散 污泥中添加无烟煤等惰性载体有利于加速污泥颗粒 化进程.在好氧生物流化床反应器中，投加细小的 颗粒状载体，微生物可以附着在其表面，最终形成颗 沉淀池 (b) 粒生物膜，使反应器内能够迅速积累高浓度的生物 P取样口 量.参照好氧流化床，Jewell开发了厌氧附着膜膨 进水口 胀床(AAFEB)反应器3]，Jeis开发了厌氧流化床 进水箱进水泵反应器 回流泵 流口 (AFB)[内反应器，二者在实验室处理多种高浓度有 图1实验反应器流程图(a)和底部结构(b) 机废水均获得了成功， Fig-1 Flow chart of an experiment reactor (a)and its bottom 陶粒及改性陶粒是近年来在好氧工艺及厌氧滤 sketch (b) 床中常用的新型水处理填料).本研究针对国内 难以找到足够高质量接种颗粒污泥的现实，借鉴 1.2实验条件 AAFEB的成功经验，将价格低廉、生物亲和性好、容 (1)载体性质，陶粒外观为黑色角状，表面多 易获得的陶粒作为载体引入厌氧附着膜膨胀床反应 孔洞：载体粒径为60~80目(0.18~0.45mm),堆 器，对其初次启动、二次启动及稳定运行进行系统的 积密度709kgm-3,湿视密度1310kgm3. 实验研究 (2)接种污泥性质，接种污泥均取自山东滨州 淀粉厂生产性UASB反应器.接种污泥在接种前已 1 实验 在室温下放置14个月左右，经破碎、筛分后制成分 散污泥接种.各阶段反应器内接种污泥性质分别如 收稿日期：2006-04-20修回日期：2006-06-22 表1所示. 基金项目：国家“863”高新技术研究发展资助项目(N。 2002AA601190) 作者简介：郭素红(1973一)，女，博士研究生：倪文(1961一)男， 教授，博士生导师厌氧陶粒附着膜膨胀床启动及运行实验研究 郭素红1） 倪 文1） 王凯军2） 邹安华1） 1） 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京100083 2） 北京市环境保护科学研究院‚北京100037 摘 要 采用载体吸附法的固定化方式培养了高活性的厌氧生物膜颗粒‚并研究了反应器的启动运行、工艺特性及污泥特性 等规律‚探索用生物膜颗粒取代厌氧颗粒污泥的可行性‚以缓解国内颗粒污泥供应不足的问题．实验装置采用厌氧附着膜膨 胀床‚投加人工配水‚裸载体为陶粒（湿视密度1310kg·m －3‚平均粒径0∙32mm）．实验分初次启动、二次启动及稳定运行两个 阶段进行‚反应器仅需24d 就可完成启动‚COD 容积负荷最高达到18kg·m －3·d －1‚相应的 COD 去除率在70％～80％之间． 关键词 陶粒；厌氧附着膜膨胀床；启动运行；工艺特性；污泥特性 分类号 X703∙1 收稿日期：20060420 修回日期：20060622 基金项目：国 家 “863” 高 新 技 术 研 究 发 展 资 助 项 目 （ No． 2002AA601190） 作者简介：郭素红（1973－）‚女‚博士研究生；倪 文（1961－）‚男‚ 教授‚博士生导师 高质量的颗粒污泥是现代所有高效厌氧生物反 应器高效稳定运行的决定性因素．颗粒污泥不仅具 有很高的生物活性‚同时具有良好的沉降性能．但 是颗粒污泥的培养与获得需要较长的时间（一般为 3个月） ［1］‚也需要一定的技术水平‚目前国内还缺 少足够的高活性颗粒污泥‚许多新建厌氧反应器难 以快速启动．因而必须研发一种由分散污泥接种‚ 在短时间内形成颗粒污泥的高效厌氧反应器． Pol ［2］在研究污泥的颗粒化现象时发现‚在分散 污泥中添加无烟煤等惰性载体有利于加速污泥颗粒 化进程．在好氧生物流化床反应器中‚投加细小的 颗粒状载体‚微生物可以附着在其表面‚最终形成颗 粒生物膜‚使反应器内能够迅速积累高浓度的生物 量．参照好氧流化床‚Jewell 开发了厌氧附着膜膨 胀床（AAFEB）反应器［3］‚Jeris 开发了厌氧流化床 （AFB） ［4］反应器‚二者在实验室处理多种高浓度有 机废水均获得了成功． 陶粒及改性陶粒是近年来在好氧工艺及厌氧滤 床中常用的新型水处理填料［5－8］．本研究针对国内 难以找到足够高质量接种颗粒污泥的现实‚借鉴 AAFEB 的成功经验‚将价格低廉、生物亲和性好、容 易获得的陶粒作为载体引入厌氧附着膜膨胀床反应 器‚对其初次启动、二次启动及稳定运行进行系统的 实验研究． 1 实验 1∙1 实验装置 实验装置及反应器结构形式如图1（a）‚（b）所 示‚反 应 器 由 有 机 玻 璃 制 成‚规 格●60mm× 2005mm‚底部为平面‚布水方式采用中央给水‚切 线回流的形式‚反应区有效容积4∙41L‚总容积8L． 图1 实验反应器流程图（a）和底部结构（b） Fig．1 Flow chart of an experiment reactor （a） and its bottom sketch （b） 1∙2 实验条件 （1） 载体性质．陶粒外观为黑色角状‚表面多 孔洞；载体粒径为60～80目（0∙18～0∙45mm）‚堆 积密度709kg·m －3‚湿视密度1310kg·m －3． （2） 接种污泥性质．接种污泥均取自山东滨州 淀粉厂生产性 UASB 反应器．接种污泥在接种前已 在室温下放置14个月左右‚经破碎、筛分后制成分 散污泥接种．各阶段反应器内接种污泥性质分别如 表1所示． 第29卷 第1期 2007年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．1 Jan．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．01．004