家用污水處理升流式厭氧污泥床反應(yīng)器

隨著我國城市化步伐的加快、城市化水平的提高和水污染防治行動的深入，建立全方位的全流域城市污水處理系統(tǒng)勢在必行。迫切需要提高污水處理效率，強化污水處理植物處理效率，降低污水處理能耗。污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢是簡單、高效、低能耗。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)作為一種高效厭氧反應(yīng)器，具有能耗低、污泥產(chǎn)量小、出水有機物處理效果好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于污水厭氧處理。本文簡要介紹了厭氧膜生物反應(yīng)器的發(fā)展歷史、技術(shù)優(yōu)勢、影響因素及其在處理低濃度生活污水中的應(yīng)用和前景。

一、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的發(fā)展歷史

20世紀60、70年代，開發(fā)了一批新型高效厭氧反應(yīng)器，其中UASB(上流式厭氧污泥床上流式厭氧污泥反應(yīng)器)已廣泛應(yīng)用于各種有機廢水處理。20世紀80年代初，荷蘭的Lettinga等人開始了這方面的研究。UASB結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，運行成本低，即使在較低的濃度和溫度下也能達到較好的效率。它是由升流式厭氧生物膜工藝發(fā)展而來，升流式厭氧生物膜工藝的填料(尤其是下部的填料)容易造成堵塞。取消填料層后，運行中發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器相應(yīng)部位形成厭氧活性污泥層，成為攔截、吸附、降解有機物的主要部位。后來經(jīng)過改進，在反應(yīng)器上部增加了氣液固三相分離器。處理后的廢水、產(chǎn)生的沼氣和污泥有效分離，形成完整的UASB反應(yīng)器。目前，UASB反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于高濃度污水的處理。

二、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的技術(shù)優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的好氧生活污水處理工藝相比，上流式厭氧污泥床反應(yīng)器具有以下優(yōu)點:

①反應(yīng)器處理能耗小，污泥量較好氧生物處理大大減少。

②厭氧處理可以產(chǎn)生沼氣，可以將環(huán)境保護和能源回收利用有機結(jié)合起來。它具有良好的環(huán)境效益。

③處理成本低于好氧，具有較好的經(jīng)濟效益。不考慮沼氣的效益，厭氧處理的成本只有厭氧處理的三分之一。

④厭氧處理負荷高，占地少。現(xiàn)在城市里每一寸土地都很稀缺，節(jié)約更多的土地不僅可以降低成本，還可以優(yōu)化整個城市的結(jié)構(gòu)。在相同的處理水量下，厭氧處理的占地面積僅為好氧處理的一半。

⑤厭氧系統(tǒng)的規(guī)模更加靈活多變，可大可小。而且處理設(shè)施簡單，易于制造，不需要昂貴的設(shè)備，可以適用于更多不同的場合。厭氧生物處理符合中國城市生活的未來發(fā)展方向污水處理。

三。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器的影響因素

1.粒狀淤渣

UASB系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行依賴于沉淀效果好、產(chǎn)甲烷活性高、微生物豐富的顆粒污泥的形成。顆粒污泥是UASB反應(yīng)器運行的基礎(chǔ)。沉降性好的顆粒污泥不易流失，決定了反應(yīng)器的處理效率和抗水質(zhì)波動的能力。

2.有機負荷量

適當控制有機負荷可以盡快形成顆粒污泥。實踐證明，控制反應(yīng)器的有機負荷和改善污泥的沉降是控制污泥過量流失的主要手段。

3.溫度

溫度對UASB的啟動和系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要影響。反應(yīng)器在常溫(20 ~ 30℃)、中溫(33 ~ 41℃)和高溫(50 ~ 55℃)下都能順利啟動，形成顆粒污泥?？筛鶕?jù)實際需要選擇不同的溫度范圍。

4.給水分配

給水分配對UASB的運行非常重要。需要使用布水均勻、攪拌效果好的料液，可以增加活性污泥區(qū)的高度，有助于提高厭氧效率和抗沖擊能力。

5.堿性

堿度主要從兩個方面影響污泥顆?；?一是影響顆粒化過程；二是影響顆粒污泥的活性?？梢约尤隢aHCO3來調(diào)節(jié)進水堿度，一些反應(yīng)器通過回流處理水來增加進水堿度，同時增加進水負荷。

6.有毒物質(zhì)

同其他生物系統(tǒng)一樣，厭氧處理系統(tǒng)也應(yīng)避免有毒物質(zhì)的進入。由于微生物對各種底物的適應(yīng)性有限，一些超過一定濃度的化學(xué)物質(zhì)會抑制厭氧發(fā)酵，甚至完全破壞厭氧過程。

四。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器在處理低濃度生活污水中的應(yīng)用及前景

20世紀80年代，Lettinga等人進行了UASB反應(yīng)器處理城市生活污水的實驗。反應(yīng)器容積為120L，接種污泥為顆粒污泥，進水溫度為8 ~ 20℃，進水COD為300 mg/L ~ 500 mg/L，HRT=12h，COD去除率為50% ~ 70%，甲烷產(chǎn)量為7.1 ~ 7.3m 3/年，污泥產(chǎn)量為5.0 ~ 8.6kg/年。此后，國內(nèi)外專家學(xué)者開始研究UASB反應(yīng)器處理生活污水。

張金鳳在室溫下快速啟動了UASB，啟動反應(yīng)堆用了大約33天。在室溫20 ~ 21℃，水力停留時間為0時，系統(tǒng)對壽命污水處理有較好的效果，COD去除率為69.5% ~ 78.0%。出水小于120mg/L，達到國家污水綜合排放標準(GB8978-1996)二級標準。

陳學(xué)民等人在研究中采用有效容積為8m3的UASB反應(yīng)器處理平均COD為492.0mg/L的生活污水，35天啟動成功，COD去除率為65% ~ 80%，BOD和SS平均去除率達到80%。當溫度在10 ~ 23℃之間時，溫度的變化對COD、BOD和SS的去除率無明顯影響。污泥根本沒有顆粒化，但絮狀污泥也使UASB運行良好。但在實驗中，羅文勝直接接種顆粒污泥進行二次啟動，啟動速度更快。水溫20℃時，5天即可啟動。測試生活污水，COD為100 ~ 500 mg/L，COD去除率為40% ~ 80%。當進水COD濃度低于100mg/L時，反應(yīng)器中的顆粒污泥會發(fā)生分解，即COD = 100mg/L時，顆粒污泥的極限濃度得以維持。

單獨使用厭氧反應(yīng)器限制太多，對脫氮除磷效果不大，出水水質(zhì)難以達標排放。因此，更多的學(xué)者研究了UASB反應(yīng)器與其他工藝的結(jié)合，以彌補厭氧反應(yīng)器的不足。UASB有各種組合工藝，包括活性污泥后處理工藝，如UASB-AS(活性污泥法)，UASB反應(yīng)器代替原AS工藝中的初沉池；UASBSBR(序批式活性污泥法)，SBR可以完成UASB不擅長的脫氮除磷。生物膜后處理，如UASB-TF(生物濾池)、UASB-RBC(生物轉(zhuǎn)盤)、UASB-DHS(懸浮反應(yīng)器)等。

動詞 （verb的縮寫）結(jié)論

綜上所述，采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器處理低濃度生活污水是可行且有效的。如果在污水工藝前期應(yīng)用成功，不僅可以節(jié)能降耗，實現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)的去除，同時還可以將廢水中的能量以沼氣的形式回收，使污水處理工藝成為能量發(fā)生器。雖然升流式厭氧污泥床反應(yīng)器在家庭生活中的應(yīng)用還存在一些不足污水處理，但隨著研究的深入，問題已經(jīng)得到解決，升流式厭氧污泥床反應(yīng)器及相關(guān)后處理系統(tǒng)在家庭生活中的應(yīng)用污水處理將會有廣闊的前景。(來源:廣州市市政工程設(shè)計研究院有限公司)

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