ASBR反应器VFA积累与恢复特性研究

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本论文以稳定的厌氧序批间歇式反应器(ASBR)为对象,葡萄糖为基质,探讨冲击负荷下ASBR内的挥发酸积累及恢复规律。当pH不变,容积负荷由5kgCODm-3d-1提升至10kgCODm-3d-1时,3天后,乙酸浓度达到最大值536.8 mgCOD/L;5天后,异丁酸和异戊酸浓度达到最大值,分别为42.4 mgCOD/L和90.4 mgCOD/L;9天后,丙酸、丁酸、戊酸浓度达到最大值,分别为1808 mgCOD/L、48.9 mgCOD/L和169.4 mgCOD/L。出水COD由稳态时的85.7mg/L升高至最大值2874.5mg/L,VFA由207mg/L升高至1680mg/L,其后,随着甲烷菌的逐渐增长,出水COD和VFA逐渐降低。17天后,出水COD和VFA分别降至185.6mg/L和194mg/L,反应器完全恢复。产气量稳定在0.533-0.6m3/kgCOD,气体中甲烷含量在50-55%之间;污泥的最大比产甲烷活性(甲酸,乙酸,丙酸和丁酸)由负荷变化前的0.235 gCOD-CH4/gVSS·d、1.114 gCOD-CH4/gVSS·d、0.790 gCOD-CH4/gVSS·d和0.721gCOD-CH4/gVSS·d变为恢复后的0.234gCOD-CH4/gVSS·d、0.949gCOD-CH4/gVSS·d、0.616gCOD-CH4/gVSS·d和0.727gCOD-CH4/gVSS·d。ASBR的快速恢复,说明其具有良好的抗冲击负荷变化能力。ASBR的快速恢复与微生物对葡萄糖的储存作用有关。ASBR反应器中形成的微生物具有饱食-饥饿(feast-famine)特性,正是这种特性使污泥具有储存能力。结果表明,在序批操作条件下,水解产酸菌对葡萄糖的代谢存在两条并列的途径,即直接代谢为VFA和首先转化为胞内储存物糖原,然后糖原再被转化为VFA。前者约占进水COD的38.0-39.9%,而后者则高达43.8%-47.5%。当F/M分别为0.27、0.20和0.14时,单位质量污泥糖原的最大储存量分别为116.8、81.1和62.4mg/g,可见F/M越高,糖原的储存量越大。糖原的储存减缓了VFA的积累,为ASBR反应器的高效和正常运行创造了条件。
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