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接種污泥種類(lèi)及接種量
接種污泥的性質(zhì)及接種污泥的數(shù)量和濃度都會(huì)影響顆粒污泥形成的時(shí)間。從理論上看,接種污泥是顆粒污泥的菌種源,接種污泥中微生物的種類(lèi),活性和濃度可影響顆粒污泥微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能,污泥顆粒化的進(jìn)程以及成熟顆粒污泥的物理化學(xué)形狀(如污泥密度,污泥強(qiáng)度,沉降性能,表面特性,化學(xué)成分等)微生物數(shù)量多,生物多樣性豐富的接種污泥不僅容易適應(yīng)各種廢水,而且由其形成的顆粒污泥也具有微生物種類(lèi)多樣性和代謝多樣性。從目前關(guān)于顆粒污泥的研究來(lái)看,接種污泥的類(lèi)型包括好氧絮狀物你,厭氧消化污泥,厭氧顆粒污泥,好氧顆粒污泥等;接種污泥的性質(zhì)如接種的污泥中含有的具有較高疏水性的微生物的多少,接種污泥中的微生物的生長(zhǎng)速率的快慢,接種污泥中含有的絲狀菌多少等。
如以普通的絮狀活性污泥為接種污泥,污泥顆粒化進(jìn)程緩慢,而且操作條件上稍有不慎,就會(huì)導(dǎo)致失敗。而采用厭氧顆粒污泥作為接種污泥時(shí),顆粒污泥培養(yǎng)的成功率大大提高,顆粒化進(jìn)程加快。這是因?yàn)閰捬躅w粒污泥在反應(yīng)器中解體后,形成粒徑很小的厭氧核,核的存在為微生物體凝聚吸附提供了初始表面,使污泥顆粒化過(guò)程得以順利進(jìn)行。與沁水性細(xì)菌相比,疏水性細(xì)菌更易于吸附于活性絮體上,污泥中疏水性細(xì)菌越多,具有優(yōu)良沉降性的顆粒污泥形成的越快。另外絲狀細(xì)菌和莢膜細(xì)菌豐富的接種污泥也有利于污泥顆粒化。同時(shí)接種污泥的濃度較高時(shí),其中的顆粒碰撞幾率也較高,污泥的顆粒化進(jìn)程就較快,而稀薄種泥對(duì)污泥的顆粒化不利。
厭氧反應(yīng)器啟動(dòng)的關(guān)鍵就是實(shí)現(xiàn)其中污泥的顆粒化。為了使反應(yīng)器內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)污泥的顆粒化,投加一定量的接種物是必須的,理論上認(rèn)為只要那些含有適量的微生物絮狀提的污泥都可作為RASB反應(yīng)器啟動(dòng)的接種污泥。對(duì)于接種污泥的選擇,除過(guò)考慮獲取接種污泥的方便性及經(jīng)濟(jì)性外,還要考慮接種污泥總的無(wú)機(jī)成分含量,產(chǎn)甲烷活性及沉降性能。從工程的角度看,密度大的,生物活性相對(duì)較低的污泥要比輕質(zhì)的,活性很高的污泥更適合做接種污泥,因?yàn)橘|(zhì)輕的,活性高的污泥易于從反應(yīng)器中流失。
在對(duì)不同的顆粒污泥前體物對(duì)污泥的厭氧顆粒花過(guò)程的影響中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前提物中含有大量的甲烷共生菌,Methanothrix和Methanosarcina時(shí)污泥的顆粒化速度回顯著加快,而如果前體物中主要是產(chǎn)酸菌絮體,則顆粒化速度將會(huì)受到延遲。事實(shí)上不同的微生物所具有的絮凝能力也不同,在同樣的運(yùn)行條件下,有些微生物的絮凝能力較強(qiáng),易于聚集在一起,而有的微生物所具有的絮凝能力就交叉。如果能通過(guò)接種那些含有較強(qiáng)絮凝能力的微生物的污泥作為接種污泥,則污泥的顆粒化速度將會(huì)加快,這有助于UASB反應(yīng)器的快速啟動(dòng)。但目前還并不清楚接種污泥中應(yīng)主要以為何種微生物為主,及如何調(diào)控使得接種污泥中以這些微生物為主。有學(xué)者認(rèn)為為盡快實(shí)現(xiàn)厭氧反應(yīng)器中污泥的顆粒化,接種污泥中優(yōu)勢(shì)菌群最好為產(chǎn)甲烷菌群。
UASB反應(yīng)器也可以直接采用顆粒污泥作為接種污泥,單這些成品的顆粒污泥不易獲得。Hulshoff等發(fā)現(xiàn)向以乙酸鈉和丙酸鈉為碳源的UASB反應(yīng)器中偷家產(chǎn)甲烷顆粒污泥的粉末可加速污泥的顆粒化進(jìn)程,形成的顆粒的粒徑外1~2mm。Hulshoff等報(bào)道稱(chēng)在向UASB反應(yīng)器中投加少量的厭氧顆粒污泥粉末(8%~9%VSS),大大加快了UASB反應(yīng)器中污泥床的顆粒化速率。盡管有研究表明投加8%~15%的顆粒污泥粉末對(duì)顆粒污泥行成的促進(jìn)作用相差不大,單如果只投加2%的顆粒污泥粉末,污泥的顆粒化進(jìn)程會(huì)明顯減慢。隨著高校厭氧反應(yīng)器的推廣,初次啟動(dòng)反應(yīng)器可直接取啟動(dòng)成功的反應(yīng)器的顆粒污泥作為接種污泥。但由于接種污泥僅僅是作為種子,而顆粒污泥的產(chǎn)生是建立在新繁殖厭氧菌的基礎(chǔ)上的,即使是采用顆粒污泥作為種泥,在處理不同性質(zhì)的廢水時(shí),顆粒污泥的微生物組成和結(jié)構(gòu)也要發(fā)生變化。只有當(dāng)顆粒污泥接種到處理同類(lèi)廢水的反應(yīng)器中時(shí),顆粒污泥才能立即發(fā)揮作用。故在選擇種泥時(shí)應(yīng)盡量使種泥的原處理廢水種類(lèi)與擬處理的廢水種類(lèi)一直,廢水種類(lèi)與性質(zhì)約接近,則由于訓(xùn)話所需時(shí)間少而可大大縮短啟動(dòng)時(shí)間。
趙群英等為了提高UASB反應(yīng)器的啟動(dòng)速度,使其在較短的時(shí)間內(nèi)應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理,以生產(chǎn)性UASB反應(yīng)器處理淀粉廢水的啟動(dòng)過(guò)程為研究對(duì)象,采用不同濃度的消化污泥進(jìn)行接種,重點(diǎn)考察了污泥接種量對(duì)反應(yīng)器啟動(dòng)過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在中溫條件下,接種污泥數(shù)量偏低或偏高對(duì)反應(yīng)器的快速啟動(dòng)均是不利的,接種污泥量偏低缺乏了廢水處理的最基本要素—大量的厭氧微生物;接種量偏大,又增加了處理成本。其研究中UI吉安接種消化污泥量為15kgSS/m³左右,啟動(dòng)時(shí)間約為2個(gè)月,這樣既降低了反應(yīng)器的啟動(dòng)費(fèi)用,又實(shí)現(xiàn)了較短的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)反應(yīng)器的目的。有資料表明,處理同類(lèi)廢水時(shí),當(dāng)接種量為反應(yīng)器容積的1/4~1/3時(shí),反應(yīng)器經(jīng)兩周左右的運(yùn)行就能達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷。
楊麟等和王強(qiáng)等采用絮狀活性污泥作為接種污泥獲得好氧顆粒污泥所用的時(shí)間分別為44d和67d,并且顆粒化過(guò)程控制難度較大,而直接采用厭氧顆粒污泥進(jìn)行馴化的方法相對(duì)簡(jiǎn)單而且成功率高。
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