膨胀颗粒污泥床厌氧反应器原废水循环启动的实验研究

北极星环保网讯:在室温条件下，以水葫芦汁液为废水来源，对自行设计的膨胀颗粒污泥床(EGSB)厌氧反应器进行原废水循环启动实验。结果表明：在启动运行65d后，进水有机负荷可以达到7kg/(m3˙d)左右，COD去除率达到90%以上，容积产气率达到1.35m3/(m3˙d)，甲烷体积分数达到61%，颗粒污泥粒径达到2～4mm。因此，EGSB厌氧反应器的原废水循环启动方式是可行的，对水葫芦汁液的降解是高效的，为EGSB厌氧反应器的工程应用提供一种新的启动方式，也为水葫芦汁液的能源化利用提供了一套高效、节能的厌氧发酵装置。

关键词：膨胀颗粒污泥床厌氧反应器，水葫芦汁液，原废水循环启动，厌氧消化，颗粒污泥

水葫芦(Eichhorniacrassipes(Martius)SolmsLaubach)是一种原产于南美洲亚马逊流域、属于雨久花科凤眼蓝属的一种漂浮性水生植物[1]。水葫芦可以进行无性繁殖和有性繁殖。因此，在适宜的条件下，水葫芦的数量能呈几何级数增长。

经计算，1株水葫芦每年经过繁殖可达到1.4亿株，能铺满140hm2的水面，鲜质量可达28000t[2]。关于水葫芦厌氧发酵方面的研究主要集中于单相发酵和两相发酵，因水葫芦含水率高、体积膨大，因此发酵工艺中存在容积大、容积产气率低、出料不便、易结壳、沼渣综合利用难等问题[3-4]。生长旺盛的水葫芦含水率达到了95%，固液分离是解决水葫芦含水率过高、实现水葫芦减量化的有效手段，所以对水葫芦汁液的处理成为了主要问题。

膨胀颗粒污泥床EGSB厌氧反应器是在上流式厌氧污泥床UASB反应器的基础上改进的第3代高效厌氧反应器，与UASB反应器相比具有有机负荷和上流速度高、抗冲击负荷强、基建投资少、占地面积小等显著优点，越来越受到人们的关注。但是，查阅相关资料，未发现利用EGSB厌氧反应器对水葫芦汁液进行沼气发酵实验的研究，更加缺乏工程应用实例。

为此，本研究利用自行设计的EGSB厌氧反应器对水葫芦汁液进行厌氧消化的启动实验研究，为今后EGSB厌氧反应器的工程启动提供技术指导，也为水葫芦汁液的厌氧消化提供高效节能工艺。

1.3实验启动方法

在室温条件下，以水葫芦汁液为原料，利用EGSB厌氧反应器对水葫芦汁液进行厌氧消化。实验前，将污泥打入EGSB厌氧反应器内，污泥约占有效容积的1/3，再将水葫芦汁液打满整个EGSB厌氧反应器，待产气结束后，开始实验启动。

具体启动方案设计如下：

一共分为3个阶段。第1阶段(第1天至第30天)为循环进水启动驯化污泥阶段，在水力停留时间(HRT)为2.2d时，利用蠕动泵将新鲜的水葫芦汁液打入EGSB厌氧反应器，每天定时利用COD在线监测仪对出水的COD进行测定，如果COD去除率未达到80%～90%，则将出水继续回流循环进料，直至水葫芦汁液的COD去除率达到80%～90%，再更换新鲜的水葫芦汁液打入EGSB厌氧反应器，对出水继续循环进料，直至新鲜的水葫芦汁液一次性进出EGSB厌氧反应器的COD去除率达到80%～90%，说明EGSB厌氧反应器的循环启动已经完成;

第2阶段(第31天至50天)为膨胀污泥阶段，开启外循环管路，以回流比为1∶1(体积比)继续打入新鲜的水葫芦汁液，直至出水COD趋于稳定且COD去除率达到80%～90%，说明沉降性能不佳的污泥已被冲刷完毕;第3阶段(第51天至第65天)为稳定阶段，继续打入新鲜的水葫芦汁液，直至EGSB厌氧反应器连续5d的COD去除率均达到80%～90%，说明EGSB厌氧反应器内整个厌氧体系已稳定，实验启动成功。

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