在厌氧反应器中形成颗粒污泥的过程称为颗粒污泥。颗粒污泥是大多数UASB反应器的目标，也是成功启动的标志。污泥的颗粒化使UASB反应器可以承受更高的有机物体积负荷和水力负荷。

最初的启动过程是用未沉淀的非颗粒污泥接种新建的UASB系统的过程，从而使反应堆达到设计负荷和去除有机物的效率，并且此过程伴随着制粒完成。厌氧微生物（尤其是甲烷细菌）的价值增长缓慢，并且启动厌氧反应器需要很长时间。认为这是高速厌氧反应器的不足。但是一旦启动完成，在停止操作后重新启动就可以快速完成。

1。关于UASB反应器初始启动的一些见识

关于厌氧污泥的颗粒化和UASB初始启动的研究很多。总结一下第一个要点。

2。接种

接种过程非常简单，因为水中的溶解氧会被种子污泥中的兼性厌氧细菌迅速消耗并形成严格的厌氧条件，因此启动时不需要严格的厌氧条件。

在没有现成的颗粒污泥时，使用最广泛的种子污泥是污水处理厂消化池的消化污泥。浓稠的消化污泥有利于造粒的形成，可加快初始启动速度。除了消化污泥外，还有许多可用于接种的材料，例如牛粪和各种肥料，污水污泥等。一些污水沟沉积物和富含微生物的河泥也可以用于接种，但是不应有太多沙子。接种的污泥质量浓度不少于10kg VSS / m3反应器体积。接种污泥的填充量不应超过反应器体积的60％。

“载体材料”有利于开始形成初始细胞聚集系统，但是不必添加任何形式的填充剂。这里的“载体物质”仅指细胞本身的胶束物质，因此该载体物质自然存在于各种泥浆中。 Hulshoff Pol在其博士论文中讨论了少量Ca2 +对初始启动的影响，并认为它促进了颗粒化的发展，因为Ca2 +的沉淀将构成该载体的核心。但是，无需添加Ca2 +。一旦形成颗粒污泥，部分破碎的颗粒污泥碎片将成为新产生的颗粒污泥的载体。

接种非颗粒污泥时，应注意反应器的运行。如前所述，为了避免反应器中絮状污泥的大量增长并阻止颗粒状污泥的形成，必须通过反应器“洗净”絮状污泥和分散的细污泥，这是由反应器完成的。造粒。但是淘汰应该是一个缓慢而逐步的过程。过度冲洗将过多减少反应器中的污泥量，并导致启动失败。表2显示了通过在不同温度下运行6m高产UASB反应器获得的污泥停留时间范围。

3。启动阶段

通常，UASB的初始启动和造粒过程分为三个阶段，即启动和污泥活化阶段以及颗粒污泥形成阶段。 ，逐步形成颗粒污泥床层。

1。阶段1

启动的初始阶段。该阶段是指反应堆负荷小于2kgCOD /（m3 d）的阶段。该阶段的反应器从0.5〜1.5 kgCOD /（m3 d）或污泥负荷0.05〜0.1 kgCOD /（kgVSS d）开始。在此阶段洗出的污泥仅限于种子污泥中非常细的分散污泥。冲刷的主要原因是水的上游速度和逐渐产生的少量沼气。

2。第二阶段

反应堆负荷上升到起始阶段2〜5 kgCOD /（m3 d）。在此阶段，污泥的冲出量增加，其中大部分是絮状污泥。冲出的原因是由于产气量和上流速度的增加导致污泥床膨胀。由于洗出了大量污泥，剩余污泥中开始产生颗粒状污泥。通常，从开始到大约40d，可以在反应器底部观察到颗粒污泥。由于污泥驯化过程基本完成，污泥活性增加，因此污泥负荷在此阶段迅速增加。在该阶段结束时，由于形成了颗粒状污泥，减少了污泥的洗涤，并且颗粒状污泥的良好沉降性能将其保留在反应器中。在这一阶段，由于洗出了絮状污泥，反应器中的污泥浓度降至最低。实际上，在反应器中选择了较重的颗粒污泥和分散的絮凝污泥。

3。第三阶段

该阶段是指反应堆负荷超过5 kgCOD /（m3 d）。在这一阶段，絮状污泥迅速减少，并且颗粒状污泥加速形成，直到反应器中不再存在絮状污泥为止。在这一阶段，反应堆负荷可以增加到很高的水平。当反应器中大部分充满颗粒污泥时，最大负荷可以超过50 kgCOD /（m3 d）。

4。启动前应了解的废水特征

废水特征对厌氧反应器的运行有重大影响。因此，有必要对废水的特性有一个清晰的认识。工业废水种类很多，即使是同一类型的工业废水，其性质也会因工艺不同而有很大差异。因此，在开始一种废水之前，首先要了解废水的特性。

1。首先要知道废水中有机物的浓度

太低的废水浓度可能不适用于传统的UASB应用。 Lettinga等。认为UASB不适用于浓度低于100 mgCOD / L的废水，或者以该浓度使用UASB不能充分证明其优越性。近年来，由于EGSB反应器的发展和UASB上游速度的有效提高，提出了小于100mgCOD / L的废水不适合使用UASB。在较高浓度下，废水可能需要稀释并回流。

2。废水的厌氧降解性

可以通过废水的降解性来预测UASB反应器废水的质量或COD去除效率。

3。废水的pH缓冲能力

碱度是衡量缓冲能力的参数。对于碱度特别低的废水，可以添加Na2CO3以增加其碱度。如前面提到的。检查废水缓冲能力的另一种实用方法是向废水中添加相当于COD浓度40％的乙酸（COD浓度计）。如果废水的pH值仍保持在6.5以上，则缓冲能力没有问题。添加乙酸后，如果pH值低于6.5，说明废水的缓冲能力不是很强，在操作中应谨慎控制。在后一种情况下，废水处理中产生的NH3也可以增加其缓冲能力。

4。维持废水中细菌生长所需的养分

厌氧菌需要的养分较少。大致来说，对N和P的需求约为COD：N：P≈（350〜500）：5：1。但是，由于发酵产酸细菌的生长速率比产甲烷菌的生长速率高得多，因此更准确的估计应该是CODBD：N：P：S约为（50 / Y）：5：1：1。其中，Y是发酵产酸菌的细胞产量，Y = 0.15；对于产甲烷菌，Y = 0.03。通常，对于完全未酸化的废水，Y = 0.15；对于完全酸化的废水，Y = 0.03。另外，产甲烷菌细胞组合物中铁，镍和钴的浓度较高。在基于冷凝水的废水中，有时在玉米，马铃薯加工废水中，这些元素可能很小，在这种情况下，应添加这些微量元素，有时还要添加锌和钼。

5。废水中悬浮物的含量

如果废水中悬浮物的含量太高，可能不适合UASB处理。当废水中悬浮固体的质量浓度超过3000mg / L，并且它们不可生物降解并且会留在反应器中时，会造成很大的麻烦。但是，如果这些悬浮固体可以被生物降解，或者如果它们不保留在反应器中，则不会造成任何问题。悬浮物能否保留在反应器中取决于悬浮物和污泥的粒径和密度。当反应器形成颗粒污泥时，悬浮物不能轻易留在反应器中。对于可降解的悬浮固体，应该知道降解速率，以便计算保留在反应器中的悬浮固体的量。

6。了解废水中是否含有有毒化合物并将其在厌氧过程中转化为有毒化合物

通常，您应该了解总氮（凯氏氮），氨氮和硫酸盐和亚硫酸盐的浓度，并了解在产生废水的工厂中是否使用了杀菌剂，消毒剂等。

5。初始启动的几点

UASB反应器启动的过程实质上是菌株的驯化，选择和增殖的过程。因此，在启动阶段应遵循某些目标和某些基本规则。

最初的启动过程需要技能和经验。尽管许多人已经成功完成了各种类型的UASB的启动，但不同规模，不同设计和不同废水处理的UASB的启动模式和启动成本有时会相差甚远，因此从根本上理解一些启动点而不是启动模式很有用。下面将介绍公认的要点和注意事项。

1。应该明确初始启动的目标

在UASB的早期启动中，特别是在第一阶段，不能单方面追求提高反应器的处理效率，产气率和质量的废水。因为最初的目标是从微生物的角度出发，使反应器逐渐进入“工作”状态，所以从本质上讲，它是从休眠状态回收和激活细菌物种的过程。在此过程中，当然会有停滞期。细菌从休眠状态恢复到营养细胞状态后，它们还适应了废水的性质。在整个制粒过程中，选择，驯化和增殖过程都在进行中，原始种子泥中浓度较低的甲烷细菌的生长速度可能比产酸细菌的生长速度慢得多。因此，在出现颗粒污泥之前的这一阶段可能相对较长，并且在该阶段中可能没有较大的反应器负荷。

2。进水浓度

当废水的质量浓度低于5000mgCOD / L时，除非废水中含有高浓度的有毒物质，否则无需稀释即可直接进料。当废水浓度过高时，最好将废水稀释至约5000mgCOD / L。当没有其他低浓度的稀释水时，可以简单地使用反应器废水的循环，但是在启动阶段也应谨慎进行废水循环，因为有时在启动阶段会产生废水仍然有相当大的未降解COD浓度，并且该废水无法有效地稀释，有时会导致过载。在这种情况下，如果负载系数较大，则无需使用水循环。使用水循环时，可以参考表3中给出的要点。

3。增加负荷的操作方法

当可生物降解的COD去除率达到80％时，初始负荷可以从0.5〜1 kgCOD /（m3 d）开始，然后逐渐增加负荷。

出于安全原因，反应堆的初始负荷不应太高，仅体积负荷应略高于0.2 kgCOD /（m3 d），水力时间应大于24h。反应器开始运行，并继续以最低负载运行，直到产生气体。 5天后，检查产气量是否略高于0.1m3 /（m3 d）。如果反应器的产气量在5天后仍未达到该值，则可以在3天后停止进液，并且可以恢复液流，直到产气量增加为止。如果产气量已达到0.1m3 /（m3 d），则下一步是检查流出物的VFA（挥发性脂肪酸）浓度。废水中的VFA浓度是一个非常重的参数。如果流出物中的VFA浓度过高，则意味着甲烷细菌的活性不够高，或者环境因素导致甲烷细菌的活性降低，导致VFA利用率不足。在启动期间，当环境因素（例如pH和温度）正常时，废水VFA太高表明与当时的细菌活性相比，反应器负载相对较高。如果流出的VFA高于8mmol / L，则应停止液体直至反应器中的VFA低于3mmol / L，然后继续以原始浓度和负荷进料。如果流出物的VFA低于3mmol / L，则表明反应器运行状况良好，并且反应器可以继续在原始负荷下运行。该阶段需要长时间运行而不改变负载，运行时间可能长达1个月。由于上游速度小和产气量大，基本上没有污泥被冲走。需要至少每两天测量一次废水中的VFA，直到连续输注很多天，废水中的VFA始终保持在3mmol / L以下，然后采取增加负荷的措施。

增加进水量可以通过增加进水量或降低进水稀释倍数来实现。每次可以将负载增加30％。如果废水被大量稀释，则稀释率可降低30％，HRT保持不变，负荷将增加30％。负载的增加必须导致流出的VFA从原始VFA稍微上升。当流出物VFA高于8mmol / L时，此时液体入口没有停止，但是观察反应器中的pH值以防止“酸化”的发生。在增加负荷后的短时间后，产气量也可能减少。这是因为应该洗掉细小的产甲烷菌颗粒。几天后，产气量将再次增加，流出的VFA浓度也将降低。但是，如果废水中的VFA增加到15 mmol / L，则必须将负荷降至原始水平，反应器中的pH值不得低于6.5，如果pH值低于6.5，则必须加入碱调节pH值。在一切恢复正常之后，负载增加可以减少到20％。

可以重复上述增加负荷的步骤，直到负荷达到2.0 kgCOD /（m3 d），也就是说，增加负荷的步骤可以重复8至10次。每次操作所需的时间可能会有所不同，有时会长达两周，有时只有几天。

当负载大于2.0 kgCOD /（m3 d）时，负载可以每次增加20％。增加负荷的时间（废水中的VFA浓度小于3mmol / L）和方法如上所述。负荷达到5.0 kgCOD /（m3 d）后，除了要按照上述方法进行操作外，还应检查反应器中污泥的活性以及污泥沿反应器高度的浓度变化。周。在负载达到5.0 kgCOD /（m3 d）之前和之后，很可能会很快形成颗粒，从而可以更快地增加反应器负载。表4给出了促进成粒的一些操作要点。

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