UASB反應(yīng)器處理飲料及啤酒廢水的特性、活性與微生物種群結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、厭氧生物處理技術(shù)具有能耗低、剩余污泥量少并且可回收利用沼氣資源等特點(diǎn)，因此，這一技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于處理高濃度有機(jī)廢水以及城市污水。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（Up-flow Anaerobic Sludge Blanket，UASB）具有處理效率高，并且可以承受較高的有機(jī)負(fù)荷的特點(diǎn)，已在酒精、啤酒、制藥、淀粉、化工、檸檬酸和碳酸飲料等行業(yè)排出的中、高濃度有機(jī)廢水方面得到了普遍的應(yīng)用。UASB反應(yīng)器能夠高效運(yùn)行的關(guān)鍵是能否在反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)出沉

2、降性能好、活性高的顆粒污泥，因此，研究顆粒污泥的形成、結(jié)構(gòu)以及微生物種群特性對(duì)于提高 UASB反應(yīng)器的性能具有重要的意義。
　　本研究通過(guò)對(duì)西安中萃可口可樂(lè)廠和西安市漢斯啤酒廠的UASB反應(yīng)器的進(jìn)出水水質(zhì)（COD、VFA、氨氮及磷酸鹽濃度等）、氣體組分、污泥活性等進(jìn)行測(cè)定，采用掃描電子顯微鏡（ Scanning Electron Microscope, SEM）和熒光原位雜交（Fluorescence In Situ Hybrid

3、ization, FISH）技術(shù)觀察反應(yīng)器中污泥的顆粒化過(guò)程以及顆粒污泥的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和種群分布，探討分析其運(yùn)行狀況，為實(shí)際工程應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明，西安可口可樂(lè)飲料有限公司利用 UASB反應(yīng)器在常溫條件下處理飲料廢水，自投入運(yùn)行以來(lái)，UASB中的污泥為絮狀污泥，在旺季處理負(fù)荷較高時(shí)，造成污泥流失，出水SS增高。通過(guò)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的分析，發(fā)現(xiàn)飲料廢水中嚴(yán)重缺乏氮營(yíng)養(yǎng)。通過(guò)添加營(yíng)養(yǎng)物（氮肥）后，反應(yīng)器中污泥開(kāi)始快

4、速顆?；?。對(duì)顆?；昂骍ASB的COD去除率、產(chǎn)氣量、沼氣組分、進(jìn)出水氨氮濃度、污泥活性、形態(tài)以及微生物種群結(jié)構(gòu)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，顆?；笪勰嗔酱笥?.5毫米的占54.66％，具有較高的沉降速度和活性；COD去除率達(dá)到92.5%，比未顆?；瘯r(shí)提高了約8%；顆粒污泥的乙酸、丙酸和丁酸最大比產(chǎn)甲烷活性分別為0.69、0.47和0.39 gCOD/(gVSS·d)，與其絮狀污泥的活性比較接近。SEM的檢測(cè)結(jié)果表明該顆粒污泥邊緣光滑、形狀

5、規(guī)則，顆粒表面除分布有絲狀菌之外，還有大量桿菌及球菌，絲狀菌相互交織纏繞包裹著顆粒內(nèi)部的球菌和桿菌。FISH檢測(cè)表明，顆粒污泥中的微生物呈現(xiàn)為層狀結(jié)構(gòu)（Layered structure），發(fā)酵細(xì)菌主要位于顆粒污泥外層，而甲烷菌則分布于顆粒內(nèi)層。營(yíng)養(yǎng)物（氮）濃度對(duì) UASB反應(yīng)器中污泥的顆?；哂蟹浅Ｖ匾淖饔?。
　　西安漢斯啤酒廠污水處理站的UASB反應(yīng)器進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)比較大，但出水COD濃度則穩(wěn)定在150~400 mg/L，去除

6、率達(dá)到80%以上，沼氣中甲烷組分所占比例為74.66%，說(shuō)明有機(jī)物大部分被轉(zhuǎn)化為CH4。該污泥利用乙酸、丙酸和丁酸的最大產(chǎn)甲烷活性（SMA）分別為1.29 gCOD/(gVSS·d)、0.47 gCOD/(gVSS·d)和0.13 gCOD/(gVSS·d)。反應(yīng)器中污泥主要為絮狀結(jié)構(gòu)，F(xiàn)ISH檢測(cè)結(jié)果表明甲烷菌在污泥中占比較大，從而保證了反應(yīng)器較高的產(chǎn)甲烷能力。分析診斷該UASB反應(yīng)器，認(rèn)為其對(duì)啤酒廢水的處理性能好，污泥活性高，抗負(fù)荷