CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)的啟動與運行控制.pdf

1、連續(xù)流攪拌槽式反應器（CSTR）在實踐中廣泛的被用于有機廢水兩相厭氧生物處理系統(tǒng)的產酸相和發(fā)酵制氫反應器，極少有作為甲烷發(fā)酵裝置的報道。本文以培養(yǎng)具有完整厭氧消化過程的絮狀懸浮微生物體系為目標，采用前期研究發(fā)明的發(fā)酵制氫反應器Ⅰ型CSTR（ZL92114474.1），以糖蜜廢水為處理對象，在探討了 CSTR系統(tǒng)在不同的啟動方式下的運行特征基礎上，研發(fā)并啟動運行了Ⅱ型CSTR反應器，同時對Ⅰ型和Ⅱ型CSTR的啟動和運行效能進行了比較。

2、r>　?、裥虲STR的啟動方式研究表明，欲在CSTR中培養(yǎng)出具有完整厭氧消化過程的絮狀懸浮微生物體系，采用分步提高有機負荷（OLR）的方式啟動比較適宜。以好氧污泥為種泥，在水力停留時間（HRT）18 h、系統(tǒng) pH7.0、35℃的條件下，將進水 COD濃度控制為4000 mg/L，即 OLR為5.88 kg/m3?d時，經過165 d的馴化，反應體系仍然呈現出很強的產酸發(fā)酵特征，出水揮發(fā)酸（VFAs）含量平均高達2873 mg/L，CO

3、D去除率僅為15.33％，發(fā)酵氣產量及甲烷含量都很少。在其他條件相同，采用將進水 COD濃度分階段控制為2000 mg/L（OLR2.94 kg/m3?d）和4000 mg/L（OLR5.88 kg/m3?d）的方式啟動時，通過85 d的馴化，Ⅰ型CSTR中成功培養(yǎng)出具有完整甲烷發(fā)酵功能的微生物體系，其 COD去除率可達54.4%，出水 VFAs維持在700 mg/L一下；產氣速率為17.88L/d，CO2含量約42.4%，CH4含量則

4、穩(wěn)定在42.8%左右。
　　在Ⅰ型CSTR中成功培養(yǎng)出具有完整甲烷發(fā)酵功能的微生物體系后，將進水 COD濃度提高到7000 mg/L的運行試驗表明，該系統(tǒng)無法在OLR9.5 kgCOD/m3?d的條件下正常運行，反應體系發(fā)生劇烈變化，出水揮發(fā)酸含量劇增，出現酸化現象，COD去除效率下降為21％，運行效果很差。
　　通過Ⅰ型CSTR反應器兩次啟動，發(fā)現了反應器在設計上存在不足，在深入分析的基礎上，提出了 CSTR反應器的改進方

5、案，并研制成功Ⅱ型CSTR反應器。實驗結果表明，Ⅱ型CSTR反應器可以在84 d左右完成污泥的馴化，形成具有完整甲烷發(fā)酵過程的絮狀懸浮厭氧活性污泥系統(tǒng)。運行穩(wěn)定狀態(tài)時，其COD去除效率可高達70％左右。在OLR從5.3 kg/m3?d提高到9.33 kg/m3?d時，反應系統(tǒng)可在16 d內重新達到穩(wěn)定運行狀態(tài)，這一時期COD去除率高達84％。可見，Ⅱ型 CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)具有良好的運行穩(wěn)定性，對負荷沖擊表現出了很好的調節(jié)能力。如果控制