城市生活污水作為一種低濃度綜合污水，其處理方法相當多，可以認為任何一種好氧處理技術都可用于生活污水的處理上，并可保證COD較好地達標，但一般根據(jù)可水量的大小及所要求的排放標準不同，采用不同的處理方式。從最初的普通活性污泥法，到A-O、A-A-O、SBR、A-B法、接觸氧化法、各種形式的氧化溝，都得到了相當廣泛的應用，而且技術上都已成熟。但目前存在的一個較大的難點，城鎮(zhèn)污水處理廠一般投資都相當高，而且在建成后運行費用較大，對于一個日處理1萬噸城鎮(zhèn)生活污水的處理廠，投資約在1500萬元左右，年運行費用約為150～200萬元，因此很多廠都是建得起，運行不起，處理于半運行狀況。為了根本解決這一問題，必需尋求一種投資小、運行費用低、操作簡便、處理效果好的技術用于生活污水的治理中，確保已建成的污水處理廠能長期穩(wěn)定正常運行。我們利用厭氧UASB對生活污水的厭氧處理進行研究，以尋求生活污水利用厭氧處理的可行性。

1 生活污水中試試驗

1.1 試驗目的

（1）觀察下水道污水一年中水溫的變化規(guī)律及受氣溫變化的影響；

（2）觀察不同季節(jié)、月份下水道污水一天水溫、CODcr濃度的變化規(guī)律、及與氣溫變化的影響；

（3）探討生活污水采用厭氧處理的可行性；

（4）在不同季節(jié)，UASB對生活污水CODcr濃度的去除效率，及運行穩(wěn)定程度；

（5）為生活污水采用UASB進行處理提供設計依據(jù)。

1.2試驗裝置與方法

（1）試驗裝置與流程

整套實驗裝置包括進水系統(tǒng)、UASB反應器、沼氣水封及計量系統(tǒng)。UASB反應器為筒體直徑1m，總高3m碳鋼加工成的反應器，其中反應區(qū)容積即有效容積為1.0m3。生活污水自下水道由潛污泵將其送至高位槽（潛污泵以高位槽內(nèi)的液位計自動控制），再通過流量計自流入UASB反應器中，連續(xù)進水，所產(chǎn)沼氣經(jīng)三相分離器后通過反應器頂部導出，先由濕式氣體流量計計量沼氣產(chǎn)生量，再經(jīng)水封外排。整個裝置置于大氣中，UASB外加保溫層，實驗溫度為常溫。

1.3實驗方法

（1）生活污水水源水質：

中試用生活污水取自我院下水道污水,該污水來源于學生宿舍、食堂、圖書館、豆制品車間等。經(jīng)過多天取樣，每兩小時取一次樣，測定其一天的水質變化，其平均水質情況見表1。

表1  生活污水一天的水質變化情況表

（2）接種污泥：

UASB接種污泥為某城市污水處理廠的厭氧消化污泥，菌種添加量為UASB反應器總容積的三分之一（約1m3）。菌種添加后反應器底部污泥層的污泥濃度為100gTSS/l。

（3）實驗方法：

每天記錄下水道污水的水溫、及氣溫的數(shù)值,兩者需同一時間記錄，記錄時間是在早上8:30～9:00。記錄水溫時，先將高位槽中的水放空，然后泵抽30分鐘(使測定的水溫為下水道污水真實的溫度)，再記錄水溫。觀察、記錄氣溫也在實驗現(xiàn)場（室外），據(jù)長時間觀察，氣溫和生活污水水溫相接近。生活污水一年的平均月水溫變化情況見表2。

表2  生活污水一年的平均月水溫變化情況表

2）每隔兩天，在進行1）操作的同時，取UASB進、出水測定CODcr濃度，并計算出CODcr的去除率；

3）每隔兩個月測定某一天下水道污水的變化規(guī)律，每兩小時記錄水溫、氣溫，并取進水測定CODcr的濃度；

2 實驗的啟動與運行

整個實驗分二個步驟進行，在冬季和夏季各進行了三個月，經(jīng)過反應器的啟動、污泥的馴化、負荷的增加等幾個過程。

2.1 UASB的啟動

因菌種污泥采用的是城市污水處理廠的厭氧消化污泥，同時也放置了較長時間，故先對其進行恢復活性進水。用白糖加自來水配制成COD_Cr為1000mg/l左右的溶液作為進料，停留時間保持24小時，觀察其去除率（保持在90%以上）與產(chǎn)氣情況，同時記錄氣溫的變化情況，一周后再配成2000mg/l的溶液進料，其余條件不變，持續(xù)一個周，去除率與產(chǎn)氣率也沒有大的發(fā)生變化，表明污泥活性良好，后以生活污水直接進料。

2.2 UASB的運行（污泥的馴化、負荷的增加）

整個實驗分為二個周期，夏季在6～8月進行，冬季在11～1月進行，兩次實驗都采取了同樣的步驟，并進行了相同項目的分析監(jiān)測。

因生活污水的COD濃度較低，故只以水力負荷的改變作為實驗的操作依據(jù)。實驗進行始終維持UASB連續(xù)進水，初期進水量0.5m³/d，容積負荷為0.2kg/(m3·d)，水力負荷為0.03m³/(m²·h)，穩(wěn)定運行二周，然后提高進水水量至1.0m³/d，其余條件不變，穩(wěn)定運行二周，隨后再按0.5m³/d的程度每二周增加一次水負荷，至進水水量為3m³/d，水力負荷為0.16m³/(m²·h)，水力停留時間為8小時，實驗停止。

在夏季，三個月厭氧處理效率一直保持在80%左右，產(chǎn)氣率為0.25 L/g COD_Cr去除左右，基本沒有發(fā)生大的變化；在冬季，三個月厭氧去除效率在75%左右，產(chǎn)氣率為0.15 L/g COD_Cr去除左右，也沒有發(fā)生大的變化。在實驗進行中，每次的負荷增加都不會對厭氧反應器的運行造成大的波動。

3 結果與討論

此次實驗是研究常溫厭氧對生活污水的處理情況，故自始至終反應器的進水溫度均為下水道來水溫度，因此在實驗中仍表現(xiàn)出來許多需值得注意的方面。

3.1 pH值

pH值在厭氧消化中對產(chǎn)甲烷菌有較大的影響，一般適宜范圍大致為6.5～7.8之間，且不允許有大的波動，當pH值低于6.5時，甲烷菌就會受到抑制，使得反應器發(fā)生酸化。生活污水pH一般為中性，而且比較穩(wěn)定，沒有大的波動，在沒有非常大的水力沖擊的情況下，進水不太會對反應器造成大的影響，能維持反應器內(nèi)的pH值基本穩(wěn)定。在處理水量增加到3m3/d時，出水pH值仍在7.0以上。在實際工程運行中，由于生活污水的水量非常大，進水的pH值波動更小，pH值對反應器的影響更小。

3.2營養(yǎng)物的添加

生活污水中所含的各種物質比較齊全，含有微生物生長需的各種營養(yǎng)成份，因此在進水中無需加入微量元素，微生物也能正常生長，且能長期穩(wěn)定，夏季運行后的厭氧反應器，經(jīng)幾個月停止運行，在冬季二次啟動微生物也沒有出現(xiàn)大的變化。

3.3有機容積負荷與水力負荷

本實驗由于生活污水的COD濃度較低，有機容積負荷的變化較小，因此對厭氧反應器的運行很大程度上由水力負荷控制。當厭氧反應器進水量由0.5m3/d增加到3m3/d后，有機負荷由0.2kg/(m3.d)增加到1.2kg/(m3.d)，水力負荷由0.03m3/(m2.h)增加到0.16m3/(m2.h)，在每次增加負荷時去除率都沒有發(fā)生下降，由此可知，在一定程度內(nèi)，逐步地提高負荷不會對反應器產(chǎn)生影響，實驗中其最大水力負荷達到0.16m3/(m2.h)，厭氧反應器水力停留時間為8小時。

3.4產(chǎn)氣率

產(chǎn)氣率在厭氧反應器的運行中，對于厭氧生物的活性及反應器的運行狀況的好壞也是一個重要的監(jiān)測指標。一般情況下，產(chǎn)氣率與COD去除率有著相同的關系，去除率下降，產(chǎn)氣率也表現(xiàn)為降低，但因廢水在反應器中有一定的滯留時間，而產(chǎn)出的氣體在很短的時間內(nèi)既可測定，因此厭氧產(chǎn)氣率較COD的去除率更能快速地反應厭氧的運行情況[1]。產(chǎn)氣率小說明產(chǎn)甲烷細菌少或活性弱，反應器有可能會出現(xiàn)酸化（表現(xiàn)為厭氧出水揮發(fā)性脂肪酸濃度增高，厭氧降解反應受到抑制），因此在產(chǎn)氣率下降時一定要注意反應器內(nèi)各項指標的變化。實驗中厭氧產(chǎn)氣率一直在0.15～0.25 L/g COD去除左右，并一直保持穩(wěn)定，反應器運行平穩(wěn)。

3.5溫度

夏季，UASB進水水溫為20～25℃，COD去除效率為85%，產(chǎn)氣率為0.25 L/g COD去除，冬季，UASB進水水溫為10℃左右，COD去除效率為75%，產(chǎn)氣率為0.15 L/g COD去除。由此可見，UASB進水溫度對反應器的運行有一定的影響：溫度下降，COD去除率下降，產(chǎn)氣率同時下降。因此，利用厭氧處理生活污水，進水應有一定的溫度（在20℃以上最佳），所以，應用厭氧處理生活污水一般只能在南方適用。

4 后處理的建議

厭氧出水不能達到生活污水的排放要求，且水中含有一定的氣味，水色較深，因此，必須在厭氧處理后增加一級好氧后處理，保證排放水的達標率。

可采用的好氧處理有很多種，也有很多已直接應用于生活污水的處理，但一般其運行費用都較高。經(jīng)厭氧處理后的生活污水中有機物含量已較低，如再用常規(guī)曝氣方法作為后處理，投資及能源浪費都較大。因此選用無需動力消耗的依靠重力流自動旋轉布水的滴濾床技術作為后處理，既能進一步對厭氧出水中的有機物進行降解，保證出水達標，又無需消耗動力[2]。

利用厭氧——滴濾床的處理工藝已在豆制品加工廢水、啤酒生產(chǎn)廢水、乳品加工廢水等工業(yè)污水處理上成功應用，出水都達到國家一級排放標準。

5 結論與建議

（1）實驗證明，用UASB處理生活污水是可行的，在常溫下運行，水力停留時間為8小時，COD去除率能達到75～85%；

（2）從厭氧反應器的冬季二次啟動表明：厭氧菌種能夠在一定條件下長時間保存，再啟動時只需較合適的環(huán)境，在短時間內(nèi)即可恢復活性；

（3）在工程應用中，利用厭氧反應器處理生活污水，與所選用的反應器類型、結構及所應用地方的氣溫有很大的關系，一般在南方應用較好；

（4）建議采用好氧滴濾床技術作為厭氧處理生活污水的后處理工藝，無需增加運行費用，且出水能很好地保證達標率。
 

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