温度对UASB工艺的影响研究
2014-01-21杨雅茹胡红文
杨雅茹,胡红文,白 林
(四川农业大学动物科技学院,四川雅安625014)
随着我国农牧业的大力发展,农业废水增多,其处置及资源化利用成为当前热门研究课题。厌氧技术以造价低、占地少、能耗小和能回收利用资源,体现3R(Reduce、Recycle、Reuse;减量化、再循环、再利用)现代环保思想的特性在废水处理上占据主导地位[1]。如今,高速厌氧反应器被广泛应用在处理污水上。与传统的低速反应器(如厌氧塘、化粪池等)相比,高速厌氧反应器的水力停留时间(Hydraulic Retention Times,HRT)较短、固体保留时间(Solids Retention Times,SRT)较长,可结合大量的高活性生物量,提高污泥的稳定性和反应器的负荷能力[2]。目前上流式厌氧污泥床(The Upflow Anaerobic Sludge Blanket,UASB)是最强劲的处理污水的高速厌氧反应器,全世界已经有超过1000台的UASB反应器在使用[3]。
颗粒污泥可大大提高厌氧反应器的有机负荷,但温度是影响污泥水解速率的关键参数[4]。一般来讲,厌氧反应器的温度被分为低温(psychrophilic,≤20 ℃)、中温(mesophilic,30~40 ℃)和高温(thermophilic,55~58 ℃)三种,有时会有超高温度(extreme thermophilic,70 ℃)。在低温下,固体停留时间不足会导致UASB 的性能减弱。例如,Agrawal等[5]研究发现,在处理低浓度污水时,当温度从27℃下降到10℃,沼气生产速率和COD 去除率各下降了78%和25%。产甲烷菌(颗粒污泥的核心成分)在35℃下能在3d之内生成,但当温度下降到10℃时,产甲烷菌的生成时间将延长到50d[6]。虽然高温能使甲烷菌迅速生成,但并不意味着越高越好,往往高温以低质量的污水处理为代价[7]。因此,UASB反应器的广泛应用对温度有着特殊要求,一般适于在气候温度能控制在20~40℃的国家推广。
近年来,国内外许多学者对UASB 工艺的温度控制进行了探索,取得了一定成果。……
