在用焦化廢水對顆粒污泥進行馴化時，隨著有機負荷的不斷降低及進水中焦化廢水比例的不斷增加，顆粒污泥形狀變?yōu)榻茩E球形，粒徑減小，其中粒徑多為1.7×1.5mm的個體。ASBR反應器中接種的顆粒污泥以甲烷八疊球菌為主體。
焦化廢水是在生產(chǎn)焦炭、煤氣、焦油及其它焦化產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的廢水。由于焦化廢水含高濃度的氨氮和許多難生物降解有機物，對環(huán)境危害較大。厭氧預處理可以將焦化廢水中難以生物降解的有機物轉(zhuǎn)化為一些易于生物降解的有機物，為后續(xù)的好氧生物降解創(chuàng)造良好條件，從而提高整個系統(tǒng)的處理效率。本課題研究厭氧序批式反應器（ASBR）對焦化廢水進行預處理的可行性及工藝特性。
1 試驗材料與方法
1.1 ASBR反應器實驗運行系統(tǒng)
小試規(guī)模ASBR反應器置于35℃恒溫室中。實驗用水取自太原市煤氣公司焦化廠經(jīng)過除油、蒸氨工序之后的焦化廢水。實驗裝置如圖1所示。
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1.2 生物化學甲烷勢（BMP）測定方法
容積為500mL的葡萄糖瓶作為生物化學甲烷勢（BMP）測定用反應器。BMP的測定步驟：取100mL顆粒污泥置于500mL的葡萄糖瓶中，加適量的背景無機營養(yǎng)液和350mL的焦化廢水中（ρ(CODcr)=800mg/L），用氮氣吹走葡萄糖瓶中的空氣以保證厭氧狀態(tài)并用醫(yī)用橡皮塞密封瓶口。將葡萄糖瓶置于35℃的環(huán)境中進行培養(yǎng)。
同時進行空白測定：即在另一葡萄糖瓶中只加入100mL的顆粒污泥，而不加入焦化廢水，其它步驟同上。每日分別記錄水樣和空白的甲烷產(chǎn)氣量，直至產(chǎn)氣停止。由于葡萄糖瓶中排出的氣體包含有甲烷和CO2，而CO2不能代表厭氧條件下CODcr的相應減少量，故應將產(chǎn)生的CO2用0.1mol/L的NaOH吸收。當水樣和空白都不再產(chǎn)氣時，BMP測定結(jié)束。此時，水樣總產(chǎn)氣量減去空白總產(chǎn)氣量就是BMP的測定結(jié)果。
1.3 實驗內(nèi)容
①用焦化廢水對ASBR反應器中的以蔗糖為基質(zhì)培養(yǎng)的厭氧顆粒污泥進行馴化；
②測定焦化廢水的BMP；
③研究ASBR工藝厭氧預處理焦化廢水的工藝條件和工藝特性。
2 結(jié)果與討論
2.1 馴化過程
實驗中采用逐步增加以蔗糖為基質(zhì)的進水中焦化廢水所占CODcr的比例，同時逐步降低有機負荷的方法對以蔗糖為基質(zhì)培養(yǎng)出來的接種厭氧顆粒污泥進行馴化，使微生物逐步適應低濃度有毒難降解的焦化廢水的特性。馴化歷時共225d。馴化后顆粒污泥穩(wěn)定。有焦化廢水需要處理的單位，也可以到污水寶項目服務平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
2.2 BMP的測定
對顆粒污泥經(jīng)175d處理焦化廢水的馴化后，取少量的顆粒污泥對焦化廢水進行BMP測定。用BMP來評價厭氧工藝對焦化廢水可能達到的最大處理效率。應該指出，BMP和BOD5一樣，是廢水中有機污染物生物轉(zhuǎn)化的評價指標，BMP不等于厭氧工藝中所能去除的有機物數(shù)量，只有在動態(tài)工藝試驗中，才能最終確定有多少有機污染物可以轉(zhuǎn)化為甲烷[2]。
BMP測定表明，厭氧處理焦化廢水時，CODcr的最大甲烷化率為41.9%。
2.3 ASBR最佳工藝參數(shù)的正交試驗
根據(jù)馴化過程的經(jīng)驗，可以確定影響CODcr去除率的3個重要因素分別為：進水時間與反應時間的比值（tf/tr）、沼氣攪拌強度和間歇攪拌方式。為了選擇出最佳的ASBR運行條件，完成馴化后，對進水時間與反應時間的比值、攪拌強度、間歇攪拌方式這3個對處理效率影響明顯的運行條件通過正交試驗做出選擇。實驗中運行周期為24h，進水pH控制在7.0～8.0，沉淀時間為1h。
ASBR厭氧預處理焦化廢水的最佳運行條件為：tf/tr值為0.5；攪拌強度為300mL/min；間歇攪拌方式為100s/45min。
在上述正交試驗所選定的最佳工藝參數(shù)下穩(wěn)定運行了53d。ASBR反應器進水焦化廢水CODcr的質(zhì)量濃度為416～1304mg/L，進水氨氮的質(zhì)量濃度為230～668mg/L，進水堿度為500～840mg/L，進水pH值為7.0～8.0。每次新取的水樣穩(wěn)定運行2～3d后，CODcr去除率可穩(wěn)定在30%～40%，與BMP測定結(jié)果吻合。
2.4 顆粒污泥狀態(tài)
接種顆粒污泥粒徑一般為2～3mm。在用焦化廢水對顆粒污泥進行馴化時，隨著有機負荷的不斷降低及進水中焦化廢水比例的不斷增加，顆粒污泥形狀變?yōu)榻茩E球形，粒徑減小，其中粒徑多為1.7×1.5mm的個體。ASBR反應器中接種的顆粒污泥以甲烷八疊球菌為主體。在ASBR厭氧預處理焦化廢水 實驗結(jié)束時，采用電鏡掃描技術（SEM）對ASBR反應器中顆粒污泥的微生物相進行了觀察，觀察結(jié)果表明反應器中的顆粒污泥以甲烷絲狀菌為主體，也發(fā)現(xiàn)有少量的甲烷八疊球菌。實驗接種顆粒污泥是用蔗糖培養(yǎng)而成，蔗糖為易生物降解物質(zhì)，進水CODcr的質(zhì)量濃度達7200mg/L，反應器中乙酸濃度高，顆粒污泥以甲烷八疊球菌為主。焦化廢水中CODcr的質(zhì)量濃度較低，大多數(shù)情況下低于1000mg/L，焦化廢水為難生物降解有機物，ASBR反應器中乙酸濃度低，在低乙酸濃度環(huán)境下，甲烷絲狀菌成為優(yōu)勢菌而大量繁殖。
通過以上的實驗工作和分析討論，可得出如下結(jié)論：
①BMP測定表明，厭氧處理時焦化廢水中CODcr甲烷化率的極限比例為41.9%；
②對生物有抑制和毒害作用的低濃度焦化廢水不會使ASBH中顆粒污泥解體；
③ASBR厭氧預處理焦化廢水的重要工藝條件為：進水時間與反應時間之比值（tf/tr）、攪拌強度、間歇攪拌方式。進水時間與反應時間之比值取0.5，沼氣攪拌強度取300mL/min，間歇攪拌方式取100s/45min；
④用ASBR厭氧預處理焦化廢水時，在中溫35℃下運行，反應器中ρ(MLSS)值為22.9g/L，運行周期取24h（其中進水7.2h，反應14.3h，沉淀2.0h，排水0.5h）。當進水CODcr的質(zhì)量濃度為416～1304mg/L，有機負荷（CODcr）為0.17～0.54g/(L·d)時，CODcr去除率為30%～40%，出水SS的質(zhì)量濃度小于150mg/L。來源：中國環(huán)保頻道
