第34卷第10期環(huán)境科學(xué)與管理VoL34 Na 102009年10月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTOct. 2009文章編號:1674 -6139 (2009)10 -0097 -04生活污水的厭氧處理實驗研究張偉(徐州市環(huán)境監(jiān)寨支隊,江蘇徐州21004)摘要:生活污水的污染面相當(dāng)廣 ,如直接排入水體不能得到很好的凈化,必定加重水體的受污染程度。生活污水作為一種低濃度綜合污水,其處理方法相當(dāng)多。好氧法處理生活污水效果較好，技術(shù)成熟,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,但運行費用較高。利用厭氧UASB對生活污水的厭氧處理進(jìn)行研究,實驗結(jié)果表明,用UASB處理生活污水是可行的,在常溫下運行,使厭氧水力停留時間在8小時,處理效率達(dá)到80% ,并可較大地降低生活污水的噸水投資及直接運行費用。厭氧菌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(fù)活性。關(guān)鍵詞:生活污水;厭氧;UASB中圖分類號:X703.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AStudy on Anaerobic Treatment of Municipal SewageZhang Wei( Envionmental Inspection Detachment of Xuzhou, Xuzhou 221004, China)Abstract:Pollution of municipal sewage spreads in extensive range. If sewage isn't treated well to discharge water body, itcertainly aggravates water quality of waler body. Municipal sewage is low concentration of comprehensive sewage, and its treat-ment method is quite a few. Aerobic treatment of municipal sewage has better removal fftciency. As a mature technology, themethod is widely used in municipal sewage. However, the method has higher operation costs. The paper introduces anaerobic pilotplant test of municipal sewage in UASB reactor, The results indicale that the renoval eficiency reaches 80% when hydrsulic地tention time amounts to 8 hours. Anaerobic method could obviously reduce investment and operation costs per tons of sewage. Anaerobic bacterium could be preserved for a long time under certain condition. The bacterium will reactive in a short time under ap-propriate circumnstance when startup.Key words : municipal sewage; anaerobic; UASB一般情況下,一人一天排放的生活污水量約為同,采用不同的處理方式。從最初的普通活性污泥120升,COD約為300mg/l~500mg/l,因此生活污法,到A-0、A-A-O、SBR、A-B法接解氧化法、水的污染面相當(dāng)廣,而且隨著河流、湖泊受污染程度各種形式的氧化溝,在技術(shù)上都已成熟,且都得到了的日益增加,水體的自凈作用越來越弱,生活污水如相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。但目前存在的一個較大難點是城直接排入水體不能得到很好的凈化,必定加重水體鎮(zhèn)污水處理廠- -般投資都相當(dāng)高，而且在建成后運的受污染程度,因此,城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、生活小區(qū)等各地方行費用較大,對于一個日處理1萬噸城鎮(zhèn)生活污水的生活污水治理已勢在必行。的處理廠,投資約在1500萬元左右，年運行費用約城市生活污水作為一種低濃度綜合污水,其處為150萬元~ 200萬元，因此很多廠都是建得起,運理方法相當(dāng)多,可以認(rèn)為任何一種好氧處理技術(shù)都行不起,處于半運行狀況。為了根本解決這一-問題，可用于生活污水的處理.上,并可保證COD較好地達(dá)必需尋求一種投資小、運行費用低、操作簡便、處理標(biāo),但一般根據(jù)水量的大小及所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)不效果好的技術(shù)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。我們利用厭氧收稿日期:2009 -04-16作者簡介:張偉(1971-),男,大專,環(huán)境管理工程師,研究方向為環(huán)UASB對生活污水的厭氧處理進(jìn)行研究,以尋求生境管理及治理技術(shù)?；钗鬯脜捬跆幚淼目尚行浴！?7●第34卷第10期Vvl.344 Na 10張偉.生活污水的厭氧處理實驗研究2009年10月Oet. 20091.2試驗裝置與方法1生活污水中試試驗試驗裝置與流程1.1試驗?zāi)康?試驗是采用中試UASB設(shè)備進(jìn)行的。整套實驗(1)觀察下水道污水一年中水溫的變化規(guī)律及裝置包括進(jìn)水系統(tǒng)UASB反應(yīng)器、沼氣水封及計量受氣溫變化的影響;系統(tǒng)。UASB反應(yīng)器為簡體直徑1 m,總高3 m碳鋼(2)觀察不同季節(jié)、月份下水道污水一天水溫、加工成的反應(yīng)器,其中反應(yīng)區(qū)容積即有效容積為1.COD。,濃度的變化規(guī)律及與氣溫變化的影響;0m'。生活污水自下水道由潛污泵將其送至高位槽(3)探討生活污水采用厭氧處理的可行性;(潛污泵由高位槽內(nèi)的液位計自動控制),再通過流(4)在不同季節(jié), UASB對生活污水COD濃度量計流入UASB反應(yīng)器中,連續(xù)進(jìn)水,所產(chǎn)沼氣經(jīng)三的去除效率,及運行穩(wěn)定程度;相分離器后通過反應(yīng)器頂部導(dǎo)出,先由濕式氣體流(5)為生活污水采用UASB技術(shù)處理提供設(shè)計量計計量沼氣產(chǎn)生量,再經(jīng)水封外排。整個裝置置依據(jù)。于大氣中,UASB外加保溫層,實驗溫度為常溫,所采用的中試流程見圖1。湘氣流量計3L高位槽.2.厭氧反應(yīng)器4.沉淀池| 4‘圖1厭氧中試流程圖1.3實驗方法1.3.3實驗方法1.3.1生活污 水水源水質(zhì)①每天記錄下水道污水的水溫及氣溫的數(shù)值，中試用生活污水取自我院下水道污水，該污水兩者需同一時間記錄,記錄時間是在早上8:30~9:來源于學(xué)生宿舍、食堂、圖書館、豆制品作坊、商業(yè)區(qū)00。記錄水溫時,先將高位槽中的水放空,然后泵抽等。經(jīng)過多天取樣,每兩小時取-次樣,測定其- -天30分鐘(使測定的水溫為下水道污水真實的溫度) ,的水質(zhì)變化,其平均水質(zhì)情況見表1。再記錄水溫。觀察、記錄氣溫也在實驗現(xiàn)場(室表1生活污水- 天的平均水質(zhì)變化情況表外),據(jù)長時間觀察,氣溫和生活污水水溫相接近。取樣時間COD。依度COD.依度生活污水一年的平均月水溫變化情況見表2。mg/1)( mg/l)②每隔兩天,在進(jìn)行①操作的同時,取UASB2:009214:00279進(jìn)、出水測定COD。濃度,并計算出COD的去除率;4:00253③每隔一個月測定某-天下水道污水的變化規(guī)6:0013018:00342律，每兩小時記錄水溫、氣溫,并取進(jìn)水測定COD。8:0037420.0026110:0022:00304的濃度。12:0036224:00134表2生活污水一年 的平均月水溫變化情況表日期水溫(C)1.3.2 接種污泥1月6-97月29-30UASB接種污泥為某城市污水處理廠的厭氧消2月10-11 .8月29 -30化污泥，菌種添加量為UASB反應(yīng)器總?cè)莘e的三分3月10-129月22 -264月16-2210 月22 -19之一(約1m')。菌種添加后反應(yīng)器底部污泥層的5月19~22 .1115-18污泥濃度為100 gTSS/l。6月23-1512月7-11●98.第34卷第10期VlL34 Na 10張偉.生活污水的厭氧處理實驗研究2009年10月Oct. 20092實驗的啟動與運行驗時間的關(guān)系曲線見圖4、圖5。100整個實驗分兩個步驟進(jìn)行，在冬季和夏季各進(jìn)9(行了三個月,經(jīng)過反應(yīng)器的啟動、污泥的馴化、負(fù)荷80的增加等幾個過程。7(2.1 UASB 的啟動f一冬季運行因菌種污泥采用的是城市污水處理廠的厭氧消40一。夏季運行化污泥，同時也放置了較長時間，故先對其進(jìn)行恢復(fù)307142128354249566370活性進(jìn)水。用白糖加自來水配制成COD。為1000運行時間(d)mg/l左右的溶液作為進(jìn)料，停留時間保持24小時,圖4去除效率與運行時間曲線觀察其去除率(保持在90%以上)與產(chǎn)氣情況,同時0.8記錄氣溫的變化情況,一周后再配成2000 mg/l的0中冬季運行溶液進(jìn)料,其余條件不變,持續(xù)- -周,去除率與產(chǎn)氣? 0.夏季運行率也沒有大的發(fā)生變化,表明污泥活性良好,后以生活污水直接進(jìn)料。其產(chǎn)氣率與COD去除率效果見圖2.圖3。.1 o2.6r、7 142128354249566370.5-)4圖5產(chǎn)氣率與運行時間曲線.3-從圖中可看出:在夏季三個月厭氧處理效率- -直.2-保持在80%左右,產(chǎn)氣率為0.25 LgCOD。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3 1012 14 16率在75%左右,產(chǎn)氣率為0. 15 L/gCOD。去除左右,也時間(天)沒有發(fā)生大的變化。在實驗進(jìn)行中,每次的負(fù)荷增加圖2厭氧產(chǎn)氣率與時間曲線都不會對厭氧反應(yīng)器的運行造成大的波動。3結(jié)果與討論區(qū)90-5--此次實驗是研究常溫厭氧對生活污水的處理情0上況，故從始至終反應(yīng)器的進(jìn)水溫度均為下水道來水溫度,因此在實驗中仍表現(xiàn)出來許多須值得注意的方面。.1 pH值pH值在厭氧消化中對產(chǎn)甲烷菌有較大的影響，圖3 COD去除率與時間曲線-般適宜范圍大致為6.5~7.8之間,且不允許有大2.2 UASB的運行(污泥的馴化、負(fù)荷的增加)的波動，當(dāng)pH值低于6.5時,甲烷菌就會受到抑整個實驗分為兩個周期,夏季在6~8月進(jìn)行，制，使得反應(yīng)器發(fā)生酸化。生活污水pH一般為中冬季在11~1月進(jìn)行,兩次實驗都采取了同樣的步性,而且比較穩(wěn)定,沒有大的波動,在沒有非常大的驟,并進(jìn)行了相同項目的分析監(jiān)測。水力沖擊的情況下,進(jìn)水不太會對反應(yīng)器造成大的因生活污水的COD濃度較低,故只以水力負(fù)荷影響,能維持反應(yīng)器內(nèi)的pH值基本穩(wěn)定。在處理的改變作為實驗的操作依據(jù)。實驗進(jìn)行始終維持水量增加到3 m/d時,出水pH值仍在7.0以上。UASB連續(xù)進(jìn)水,初期進(jìn)水量0.5 m'/d,容積負(fù)荷為在實際工程運行中,由于生活污水的水量非常大,進(jìn)0.2 kgCOD/(m'.d) ,水力負(fù)荷為0.03 m/(m2.h)，水的 pH值波動更小,pH值對反應(yīng)器的影響更小。穩(wěn)定運行兩周，然后提高進(jìn)水水量至1.0 m'/d,其3.2營養(yǎng)物的添加余條件不變,穩(wěn)定運行兩周,隨后再按0.5 m/d的生活污水中所含的各種物質(zhì)比較齊全,含有微程度每兩周增加- -次水負(fù)荷,至進(jìn)水水量為3 m'/生物生長所需要的各種營養(yǎng)成份,因此在進(jìn)水中無d,水力負(fù)荷為0.16 m'/(m*.h),水力停留時間為8需加人微量元素,微生物也能正常生長，且能長期穩(wěn)小時,實驗停止。兩周期實驗的去除率、汽氣率與實定,夏季運行后的厭氧反應(yīng)器,經(jīng)幾個月停止運行，第34卷第10期VlL34 Na 10張偉.生活污水的厭氧處理實驗研究2009年10月Oct. 2009在冬季二次啟動微生物也沒有出現(xiàn)大的變化。4后處理的建議3.3有機容積負(fù)荷與水力負(fù)荷本實驗由于生活污水的COD濃度較低,有機容.厭氧出水不能達(dá)到生活污水的排放要求，且水積負(fù)荷的變化較小，因此對厭氧反應(yīng)器的運行在很中含有一定的氣味,水色較深,因此,必須在厭氧處大程度上由水力負(fù)荷控制。當(dāng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)水量由理后增加好氧后處理,保證排放水的達(dá)標(biāo)率。0.5 m'/d增加到3 m'/d 后,有機負(fù)荷由0.2 kg/可采用的好氧處理有很多種，也有很多已直接(m3●d)增加到1.2 kg/(m'●d),水力負(fù)荷由0.03應(yīng)用于生活污水的處理,但一般都需機械曝氣,其運m'/(m2●h)增加到0.16 m/(m2. h),在每次增加行費用都較高。經(jīng)厭氧處理后的生活污水中有機物負(fù)荷時去除率都沒有發(fā)生下降,由此可知,在-定程含量已較低,如再用常規(guī)曝氣方法作為后處理,投資度內(nèi),逐步地提高負(fù)荷不會對反應(yīng)器產(chǎn)生影響,實驗及能源浪費都較大。因此選用無需動力消耗的依靠中其最大水力負(fù)荷達(dá)到0.16 m'/(m2 . h),厭氧反重力流自動旋轉(zhuǎn)布水的滴濾床技術(shù)作為后處理,既應(yīng)器水力停留時間為8小時。能進(jìn)一步對厭氧出水中的有機物進(jìn)行降解，保證出3.4產(chǎn)氣率水達(dá)標(biāo),又無需消耗動力”。產(chǎn)氣率在厭氧反應(yīng)器的運行中,對于厭氧生物利用厭氧一滴濾 床的處理工藝已在豆制品加的活性及反應(yīng)器的運行狀況的好壞也是-一個重要的工廢水、啤酒生產(chǎn)廢水、乳品加工廢水等中低濃度有監(jiān)測指標(biāo)。一般情況下,產(chǎn)氣率與COD去除率有著機工業(yè)污水處理上成功應(yīng)用,出水都達(dá)到國家- -級相同的關(guān)系，去除率下降,產(chǎn)氣率也表現(xiàn)為降低,但排放標(biāo)準(zhǔn)(2]。因廢水在反應(yīng)器中有一定的滯留時間，而產(chǎn)出的氣5結(jié)論與建議體在很短的時間內(nèi)既可測定，因此厭氧產(chǎn)氣率較5.1實驗證明， 用UASB處理生活污水是可行的，COD的去除率更能快速地反應(yīng)厭氧的運行情況”。在常溫下運行,水力停留時間為8小時,COD去除產(chǎn)氣率小說明產(chǎn)甲烷細(xì)菌少或活性弱,反應(yīng)器有可率能達(dá)到75% ~85% ;能會出現(xiàn)酸化(表現(xiàn)為厭氧出水揮發(fā)性脂肪酸濃度5.2從厭氧反應(yīng)器的冬季二次啟動表明:厭氧菌種增高,厭氧降解反應(yīng)受到抑制) ,因此在產(chǎn)氣率下降能夠在- -定條件下長時間保存,再啟動時只需較合時一定要注意反應(yīng)器內(nèi)各項指標(biāo)的變化。實驗中厭適的環(huán)境，在短時間內(nèi)即可恢復(fù)活性;氧產(chǎn)氣率一直在0.15 ~0.25 LgCOD去除左右,并5.3在工程應(yīng)用中， 利用厭氧反應(yīng)器處理生活污一直保持穩(wěn)定,反應(yīng)器運行平穩(wěn)。水,與所選用的反應(yīng)器類型、結(jié)構(gòu)及所應(yīng)用地方的氣3.5 溫度夏季,UASB進(jìn)水水溫為20C ~25C ,COD去除溫有很大的關(guān)系,一-般在南方應(yīng)用較好;效率為85%,產(chǎn)氣率為0.25 VgCOD去除,冬季,5.4建議采用好氧滴濾床技術(shù)作為厭氧處理生活UASB進(jìn)水水溫為10C左右,COD去除效率為污水的后處理工藝,無需增加運行費用,且出水能很75%,產(chǎn)氣率為0.15 L/gCOD 去除。由此可見，好地保證達(dá)標(biāo)率。UASB進(jìn)水溫度對反應(yīng)器的運行有一定的影響:溫參考文獻(xiàn):度下降,COD去除率有所下降,產(chǎn)氣率也同時下降。[1]賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京:中國輕工因此,利用厭氧處理生活污水,進(jìn)水應(yīng)有一定的溫度業(yè)出版社,1998:50-52.(在20以上最佳) ,所以,用厭氧處理生活污水一[2]張自杰.排水工程[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社，般適合在長江以南地區(qū)使用。2000:201 -210.(.上接第96頁)[4]Qiao M,Wang C X, Huang s B, et al Composition,[1]國家環(huán)?？偩?。水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)sources, and potential toriclogical significance of PAHs in sur-[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.face sediments of the Meiliang Bay, Taihu Lake [J]. Environ[2]金曉輝,胡建英,萬神,等.多環(huán)芳烴在飲用水處理Int,2006 ,32(1):28 -33.[5]羅曦,雷中方，張振亞,等。好氧/厭氧污泥胞外聚合中的行為研究[J].中國給水排水,2005 ,21(7):14 -16.物(EPS)的提取方法研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2005 ,25(12):[3]NadalM ,SchuhmacherM , Domingo J L. Levels of PAHs1624 - 1629.in soil and vegetation 8samp les from Tarragona County , Spain[[6]李盈利,孫寶盛,臧倩,等.曝氣方式對一體式膜生J]. Environ Pollut ,2004,132(1):1-11.物反應(yīng)器運行特性的影響[J].2007 ,23(7):74-77.●100.