图
3
UASB
进出水
COD
浓度变化
Fig. 3
The COD variation of inflow and
effluent of UASB
—×—进水
COD ;
—◆—出水
COD
降到 101 mg/ L ,这一阶段出水 COD 主要是启动过程
中洗出的细小污泥 。
实验发现 ,气温降低时 ,通过向进水中补充微量
元素和 N、
P 营养元素 ,可以增强厌氧污泥的活性 ,减
轻降温给厌氧处理带来的负面影响 。稳定运行期
间 ,COD 去除率保持在 90 %以上 。
2. 2 出水总硬度 、
SO
2 -
4
浓度的变化
在启动初期 SO
2 -
4
浓度较高 , 但随着驯化的进
行 ,出水的 SO
2 -
4
浓度降低了大约一半 (表 2) 。出水
总硬度一直保持在很低的水平 ,大约 0. 8～1. 0 mmol/
L ,相当于德国度 4. 49～5. 61 度 。
表
2
出水总硬度与硫酸盐浓度的变化
Table 2
Hardness and sulfate of effluent
监测日期
硫酸盐
/ mg
・
L
- 1
总硬度
/ mmol
・
L
- 1
2002
2
09
2
20
15. 06
0. 976
2002
2
10
2
16
10. 54
0. 819
2002
2
11
2
11
8. 37
1. 103
2002
2
12
2
18
7. 58
0. 855
2003
2
01
2
13
9. 34
0. 837
2003
2
02
2
19
6. 03
1. 008
一般在造纸的生产过程中 ,都要向纸浆内添加
硫酸铝盐以帮助施胶 ,并加入一定量的矿质填料以
改善纸质 ,所以造纸企业的水封闭循环易造成 SO
2 -
4
和硬度物质的累积 ,从而影响正常生产并降低纸的
质量 。UASB 不仅有效降低 COD ,而且对 SO
2 -
4
和硬
度物质也有明显的去除效果 ,比较适合于造纸企业
以水封闭循环为目的的废水处理 。
2. 3 出水 VFA、
碳酸盐碱度的变化
出水 VFA、
碳酸盐碱度变化趋势见图 4 。由图 4 可见 ,VFA 在 2002 年 12 月 6 日出现过一个最大值
图
4
VFA
、
碳酸盐碱度变化趋势
Fig. 4
The variation of VFA and alkalinity
of UASB effluent
—○—
VFA ;
—■—碳酸盐
9. 391 mmol/ L ,这是因为气温下降引起 UASB 系统活
性迅速降低 。一般情况下 ,温度下降和出水 VFA 升
高时 ,应该采取降低负荷的方法 ,使出水 VFA 降低至
安全水平后再提升进水负荷 。但考虑实验中采用的
负荷总体较低 ,对污泥的耐受力来说 ,负荷还有很大
的提升空间 ,故没有降低负荷 ,而是根据进水体系的
特点 ,补充微量元素 ,使污泥活性得到一定程度的增
强 。负荷稳定一段时间后 ,当 VFA 浓度开始下降时
继续提升进水的有机负荷 。实验证明 ,在低负荷条
件下 ,这样的措施是成功的 。
碳酸盐碱度总体不高 ,在实验前半部分 ,碱度高
于 VFA 浓度 ,但当 VFA 浓度升高以后 ,尽管 VFA 浓度得到了控制 ,碱度却一直比 VFA 略低 ,这是由于降
温过程中过量的 VFA 消耗了大量碱度所至 。之后由于水温较低 ,乙酸化过程和甲烷化过程都不旺盛 ,
系统无法有效分解出大量 CO
2
来恢复碱度 。
2. 4 产气量的变化
甲烷产量表征了厌氧污泥的活性 。间隔时间内每日甲烷平均产量和甲烷的累积量见图 5 。在开始
的前 2 周 ,污泥产气量有所下降 ,但从第 3 周起逐步回升 ,表明污泥对新基质逐渐适应 。经历了一段时
间停止进水后 ,污泥的活性并未受很大影响 ,恢复进水后产气量上升很快 。降温后产气量迅速下降 ,但
是在加入微量元素和 N、
P 营养物质后 ,污泥表现出对低温的耐受性 ,在水温降至最低 9 ℃后 ,仍然有约
1. 0 L/ d 以上的产气量 。在低温下暂停进液后 ,产气几乎停止 ,说明在低温情况下维持反应区基质与污
泥的良好接触十分必要 。
由以上现象可以得知 ,影响甲烷化速率的因素主要有 :温度 、
微生物与基质接触程度 、
营养物质 。特
别是温度与甲烷化速率关系十分密切 。微生物活性与温度一般满足 Arrhenius 公式
[ 8 ]
:
lg
k
1
k
2
= A
1
T
1
-
1
T
2
(
1
)
—
3
4
—
2004
年 总第
113
期 殷承启等
:
上流式厌氧污泥床处理造纸工业废水的研究
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