CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)的啟動(dòng)與運(yùn)行控制.pdf

1、連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器（CSTR）在實(shí)踐中廣泛的被用于有機(jī)廢水兩相厭氧生物處理系統(tǒng)的產(chǎn)酸相和發(fā)酵制氫反應(yīng)器，極少有作為甲烷發(fā)酵裝置的報(bào)道。本文以培養(yǎng)具有完整厭氧消化過(guò)程的絮狀懸浮微生物體系為目標(biāo)，采用前期研究發(fā)明的發(fā)酵制氫反應(yīng)器Ⅰ型CSTR（ZL92114474.1），以糖蜜廢水為處理對(duì)象，在探討了 CSTR系統(tǒng)在不同的啟動(dòng)方式下的運(yùn)行特征基礎(chǔ)上，研發(fā)并啟動(dòng)運(yùn)行了Ⅱ型CSTR反應(yīng)器，同時(shí)對(duì)Ⅰ型和Ⅱ型CSTR的啟動(dòng)和運(yùn)行效能進(jìn)行了比較。

2、r>　　Ⅰ型CSTR的啟動(dòng)方式研究表明，欲在CSTR中培養(yǎng)出具有完整厭氧消化過(guò)程的絮狀懸浮微生物體系，采用分步提高有機(jī)負(fù)荷（OLR）的方式啟動(dòng)比較適宜。以好氧污泥為種泥，在水力停留時(shí)間（HRT）18 h、系統(tǒng) pH7.0、35℃的條件下，將進(jìn)水 COD濃度控制為4000 mg/L，即 OLR為5.88 kg/m3?d時(shí)，經(jīng)過(guò)165 d的馴化，反應(yīng)體系仍然呈現(xiàn)出很強(qiáng)的產(chǎn)酸發(fā)酵特征，出水揮發(fā)酸（VFAs）含量平均高達(dá)2873 mg/L，CO

3、D去除率僅為15.33％，發(fā)酵氣產(chǎn)量及甲烷含量都很少。在其他條件相同，采用將進(jìn)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(dòng)時(shí)，通過(guò)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(dá)54.4%，出水 VFAs維持在700 mg/L一下；產(chǎn)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(jìn)水 COD濃度提高到7000 mg/L的運(yùn)行試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)無(wú)法在OLR9.5 kgCOD/m3?d的條件下正常運(yùn)行，反應(yīng)體系發(fā)生劇烈變化，出水揮發(fā)酸含量劇增，出現(xiàn)酸化現(xiàn)象，COD去除效率下降為21％，運(yùn)行效果很差。
　　通過(guò)Ⅰ型CSTR反應(yīng)器兩次啟動(dòng)，發(fā)現(xiàn)了反應(yīng)器在設(shè)計(jì)上存在不足，在深入分析的基礎(chǔ)上，提出了 CSTR反應(yīng)器的改進(jìn)方

5、案，并研制成功Ⅱ型CSTR反應(yīng)器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ⅱ型CSTR反應(yīng)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(guò)程的絮狀懸浮厭氧活性污泥系統(tǒng)。運(yùn)行穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其COD去除效率可高達(dá)70％左右。在OLR從5.3 kg/m3?d提高到9.33 kg/m3?d時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)可在16 d內(nèi)重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，這一時(shí)期COD去除率高達(dá)84％?？梢?jiàn)，Ⅱ型 CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性，對(duì)負(fù)荷沖擊表現(xiàn)出了很好的調(diào)節(jié)能力。如果控制