生物填料强化洁霉素废水水解酸化的效果及分析

　　4.3 生物填料强化洁霉素废水水解酸化的效果及分析
　　
　　4.3.1 COD 的变化
　　
　　图 4.7 显示了反应器 R2 对洁霉素废水水解酸化 COD 的去除效果。结合图4.2（a）可以看出，反应器 R2 较反应器 R0 更快的进入了比较平稳的运行时期，这说明在水解酸化反应器中加入填料，在一定程度上，提高了反应器抗水质冲击负荷的能力。原因可能是因为填料投入反应器后形成了生物膜系统，而生物膜系统具有微生物群落多样化、微生物量多以及对水质水量变动适应性较强等特点，从而使反应器的抗水质冲击负荷性能强。
　　
　　由图 4.7 和 4.2（a）中可知，进水 COD 浓度在 13212.5~22610 之间波动，在运行初期，COD 去除率因为水质差异较大而有很大波动，之后逐渐呈稳定趋势。反应器 R2 在稳定期的 COD 去除平均率最后稳定为 19.94%,明显高于反应器 R0 的 15.84%.这表明，在水解酸化反应器中加入填料，对水解酸化 COD 的去除有一定的强化效果。
　　
　　4.3.2 pH 值的变化
　　
　　图 4.8 显示了反应器 R2 的进出水 pH 的变化情况。结合图 4.4（a）可以看出，除 8~12d（此阶段进水水质差异大），出水 pH 随着进水 pH 逐渐稳定而呈稳定的趋势。在反应器 R2 进水 pH 控制在 7.37~7.66 之间时，出水 pH 稳定在7.02~7.11 之间（平稳状态）。反应器 R2 的出水 pH 相较于反应器 R0（6.97~7.29）略高，可能是因为反应器 R0 产酸量较少，pH 降低程度不大，使出水 pH 较高。但反应器 R2 出水状态相较于反应器 R0 更稳定（波动状态），这说明，反应器中加入填料，对水解酸化有一定的强化效果。
　　
　　4.3.3 VFA 的变化
　　
　　图 4.9 显示了反应器 R2 的进出水 VFA 及酸化率的变化情况。结合图 4.4（a）可以看出，除 8~12d（此阶段进水水质差异大），出水 VFA 和酸化率随着进水VFA 的 逐 渐 稳 定 而呈 稳 定 的 趋势 . 在反 应 器 R2 进 水 VFA 稳 定 在64.86~85.24mmol/L 之间时，出水 VFA 稳定在 97.12~112.91mmol/L 之间，酸化率最终稳定在 15%,均略高于反应器 R0 的效果（92.22~112.9mmol/L、12%）。这说明在反应器中加入填料，对水解酸化有一定的强化效果。
　　
　　4.3.4 ORP 的变化
　　
　　图 4.10 显示了反应器 R2 的 ORP 变化规律。结合图 4.5（a）可以看出，运行初期的时候，反应器中的 ORP 呈波动状态，但整体是下降的。到运行后期，ORP 逐渐稳定在-160mV,略低于反应器 R0（-155mV）。这说明在反应器中加入填料，对水解酸化有一定的强化效果。
　　
　　4.3.5 出水 B/C 的变化
　　
　　图4.11显示了反应器R2和R0的的出水B/C及出水B/C提高比的变化规律。已知原水 B/C 的平均值为 0.36,可生化性较差。从图中可以看出，原水经过水解酸化处理后，反应器 R2 和 R0 的出水 B/C 均有所提高，分别从进水的 0.36 提到了 0.57 和 0.53.其中，反应器 R2 的出水 B/C 提高比为 57.83%,明显高于反应器 R0 的 48.38%,这说明在水解酸化反应器中加入填料，能够提高废水的生化处理性能，改善出水的可生化性，为后续的生化处理提供良好的条件。
　　
　　4.4 水解酸化接后续生化试验效果及分析
　　
　　为了评价不同反应器水解酸化阶段的效果，考察了将水解酸化阶段的出水分别接入了厌氧摇瓶、好氧反应器及厌氧阶段的出水再接入好氧反应器时的COD 的去除效果，并对比不同组合条件下的 COD 去除效果，以期为工程应用提供依据。结果如图 4.12 所示。
　　
　　从图 4.12 中可以看出，在水解酸化接后续好氧时，COD 去除效果：R2（88.58%）、R1（87.27%）> R0（73.94%）。在水解酸化接后续厌氧时，COD 去除效果：R2（82.27%）、R1（80%）> R0（72.33%）。水解酸化进厌氧阶段的出水再进入好氧时，COD 去除效果：R1（98.69%）、R2（93.37%）> R0（80.82%）。
　　
　　由此可见，反应器 R1 和 R2 的出水后续生化阶段的 COD 去除效果均明显优于R0,这说明，在水解酸化反应器中分别投加零价铁和填料，对水解酸化的 COD去除起到强化作用。水解酸化后续不同生化处理方法的 COD 去除效果：厌氧+好氧阶段 > 厌氧阶段 > 好氧阶段，由此可见，洁霉素废水经过水解酸化预处理后的最佳方法为厌氧+好氧阶段，同之前试验结果。
　　
　　4.5 本章小结
　　
　　本章研究了零价铁和生物填料强化高浓度洁霉素废水水解酸化的处理效果。结果显示，这两种方法均可以有效提高反应器的抗水质冲击负荷的能力和水解酸化的处理效果。其中零价铁强化作用主要表现在：①促进微生物分泌胞外聚合物，强化了微生物的聚集，使反应器能快速达到稳定运行的状况，增强了反应器的抗水质冲击负荷的能力。②促进了有机污染物不饱和化学键的断裂，使难生物降解的大分子有机污染物进一步转化成更易降解的小分子物质，提高了反应器的 COD 去除率、酸化率和出水 B/C.③维持较低的 ORP,有利于厌氧水解酸化微生物的生长，促进厌氧水解酸化作用。生物填料强化作用主要表现在：形成了生物膜系统，结合活性污泥系统使反应器内微生物群落多样化、数量增多，增强了反应器的抗水质冲击负荷的能力，提高了反应器的 COD 去除率、酸化率和出水 B/C.由于零价铁或生物填料对水解酸化阶段的强化，废水的可生化性得到大大提高，为后续的生化处理提供良好的条件，并使后续处理效果得到明显提高。