生活污水的厌氧处理实验研究

第34卷第10期环境科学与管理VlL34 Na 102009年10月ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTOct. 2009文章编号:1674 -6139 (2009)10 -0097 -04生活污水的厌氧处理实验研究张伟(徐州市环境监察支队,江苏徐州21004)摘要:生活污水的污染面相当广 ,如直接排入水体不能得到很好的净化,必定加重水体的受污染程度。生活污水作为一种低浓度综合污水,其处理方法相当多。好氧法处理生活污水效果较好,技术成熟,已经得到了广泛的应用,但运行费用较高。利用厌氧UASB对生活污水的厌氧处理进行研究,实验结果表明,用UASB处理生活污水是可行的,在常温下运行,使厌氧水力停留时间在8小时,处理效率达到80% ,并可较大地降低生活污水的吨水投资及直接运行费用。厌氧菌能够在一定条件下长时间保存,再启动时只需较合适的环境,在短时间内即可恢复活性。关键词:生活污水;厌氧;UASB中国分类号:X703.1文献标识码:AStudy on Anaerobic Treatment of Municipal Sewage :Zhang Wei( Environmental 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. Aerobice trealment of municipal sewage has better removal eficiency. As a mature technology, themethod is widely used in municipal sewage. However, the method has higher operation costs. The paper introduces anaerobice pilotplant test of municipal sewage in UASB reactor. The results indicate that the renoval eficiency reaches 80% when hydrulic地tention time amounts to 8 hours. Anaerobic method could obviously reduce investment and operation costs per tons of sewage. An-aerobic bacterium could be preserved for a long time under certain condition. The bacterium will reactive in a short time under ap-propriale circumstance when startup.Key words:municipal sewage; anaerobic; UASB一般情况下,一人一天排放的生活污水量约为同,采用不同的处理方式。从最初的普通活性污泥120升,COD约为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、水的污染面相当广,而且随着河流、湖泊受污染程度各种形式的氧化沟,在技术上都已成熟,且都得到了的日益增加,水体的自净作用越来越弱，生活污水如相当广泛的应用。但目前存在的一个较大难点是城直接排入水体不能得到很好的净化,必定加重水体镇污水处理厂一般投资都相当高,而且在建成后运的受污染程度,因此城市、乡镇、生活小区等各地方行费用较大,对于一个日处理1万吨城镇生活污水的生活污水治理已势在必行。的处理厂,投资约在1 500万元左右,年运行费用约城市生活污水作为一种低浓度综合污水,其处为150万元~ 200万元,因此很多厂都是建得起,运理方法相当多,可以认为任何一种好氧处理技术都行不起,处于半运行状况。为了根本解决这一-问题，可用于生活污水的处理上，并可保证COD较好地达必需寻求一种投资小、运行费用低、操作简便、处理标,但一般根据水量的大小及所要求的排放标准不效果好的技术用于生活污水的治理中,确保已建成的污中国煤化工j。我们利用厌氧收稿日期:2009 -04-16UASEYHCNMHG研究,以寻求生作者简介:张伟(1971 -),男,大专,环境管理工程师,研究方向为环境管理及治理技术。活污水利用厌氧处理的可行性。.97●第34卷第10期vlL.344 Na. 10张伟●生活污水的厌氧处理实验研究2009年10月Oct. 2001.2试验装置 与方法1生活污水中 试试验试验装置与流程1.1试验目的试验是采用中试UASB设备进行的。整套实验(1)观察下水道污水一年中水温的变化规律及装置包括进水系统UASB反应器、沼气水封及计量受气温变化的影响;系统。UASB反应器为简体直径1 m,总高3 m碳钢(2)观察不同季节、月份下水道污水- -天水温、加工成的反应器,其中反应区容积即有效容积为1. .COD。,浓度的变化规律及与气温变化的影响;0 m'。生活污水自下水道由潜污泵将其送至高位槽(3)探讨生活污水采用厌氧处理的可行性;(潜污泵由高位槽内的液位计自动控制),再通过流(4)在不同季节,UASB对生活污水COD。浓度量计流入UASB反应器中,连续进水,所产沼气经三的去除效率,及运行稳定程度;相分离器后通过反应器顶部导出,先由湿式气体流(5)为生活污水采用UASB技术处理提供设计量计计量沼气产生量,再经水封外排。整个装置置依据。于大气中,UASB外加保温层,实验温度为常温,所采用的中试流程见图1。汨气流量计3|买1.高位槽.。2厌氧反应器24.沉淀池|4”图1厌氧中试流程围1.3 实验方法1.3.3实验方法1.3.1生活污水水源水质①每天记录下水道污水的水温及气温的数值，中试用生活污水取自我院下水道污水，该污水两者需同- -时间记录,记录时间是在早上8:30 ~9:来源于学生宿舍、食堂、图书馆、豆制品作坊、商业区00。记录水温时,先将高位槽中的水放空,然后泵抽等。经过多天取样,每两小时取-一次样 ,测定其- -天30分钟(使测定的水温为下水道污水真实的温度) ,的水质变化,其平均水质情况见表1。再记录水温。观察、记录气温也在实验现场(室表1生活污水- 天的平均水质变化情况表外),据长时间观察,气温和生活污水水温相接近。COD。依度COD。旅度生活污水- -年的平均月水温变化情况见表2。取样时间: mg/l)(mg/l)②每隔两天,在进行①操作的同时,取UASB2:009214:00279进、出水测定COD.浓度,并计算出COD的去除率;4:00253③每隔一个月测定某一天下水道污水的变化规6:0013018:00342律,每两小时记录水温、气温,并取进水测定COD。8:0037420:0026110:0022:00304的浓度。12:0036224:00134表2生活污水一 年的平 均月水温变化情况表日期水温(C) .水温(C)1.3.2 接种污泥1月6-97月29-30UASB接种污泥为某城市污水处理厂的厌氧消中国煤化工具化污泥,菌种添加量为UASB反应器总容积的三分22 -26之-(约1m')。菌种添加后反应器底部污泥层的DTHCNM H G月22 -19.11月15-18污泥浓度为100 gTSS/l。。6月23-15127-11.98●第34卷第10期VlL34 Na 10张伟.生活污水的厌氧处理实验研究2009年10月Oct. 20092实验 的启动与运行验时间的关系曲线见图4、图5。100整个实验分两个步骤进行，在冬季和夏季各进9(行了三个月,经过反应器的启动、污泥的驯化、负荷区80的增加等几个过程。2 7(2.1 UASB的启动f+冬季运行因菌种污泥采用的是城市污水处理厂的厌氧消4(。-夏手运行化污泥,同时也放置了较长时间,故先对其进行恢复30714212835424956637活性进水。用白糖加自来水配制成COD。为1000运行时间(d)mg/l左右的溶液作为进料,停留时间保持24小时，图4去除效率 与运行时间曲线观察其去除率(保持在90%以上)与产气情况,同时0.8记录气温的变化情况,一周后再配成2000 mg/l的、 0.冬季运行溶液进料,其余条件不变,持续-周, 去除率与产气? 0.二。夏季运行率也没有大的发生变化,表明污泥活性良好,后以生活污水直接进料。其产气率与COD去除率效果见图2、图3。0.6r.7 142128354249566370.5-)4图5产气率与运行时间曲线.3-从图中可看出:在夏季三个月厌氧处理效率一直.2-保持在80%左右,产气率为0. 25 LgCOD。去除左右,.1十基本没有发生大的变化;在冬季,三个月厌氧去除效3 1012 14 16率在75%左右,产气率为0.15 L/gCOD_去除左右,也时间(天)没有发生大的变化。在实验进行中,每次的负荷增加图2厌氧产气率与时间曲线都不会对厌氧反应器的运行造成大的波动。3结果与讨论区90--5---此次实验是研究常温厌氧对生活污水的处理情30上况,故从始至终反应器的进水温度均为下水道来水温度,因此在实验中仍表现出来许多须值得注意的方面。3.1 pH值pH值在厌氧消化中对产甲烷菌有较大的影响，图3 COD去除辜与时间曲线一般适宜范围大致为6.5 ~7.8之间,且不允许有大2.2 UASB 的运行(污泥的驯化、负荷的增加)的波动，当pH值低于6.5时,甲烷菌就会受到抑整个实验分为两个周期,夏季在6~8月进行，制，使得反应器发生酸化。生活污水pH一般为中冬季在11~1月进行,两次实验都采取了同样的步性,而且比较稳定,没有大的波动,在没有非常大的骤,并进行了相同项目的分析监测。.水力冲击的情况下,进水不太会对反应器造成大的因生活污水的COD浓度较低,故只以水力负荷影响,能维持反应器内的pH值基本稳定。在处理的改变作为实验的操作依据。实验进行始终维持水量增加到3 m'/d时，出水pH值仍在7.0以上。UASB连续进水,初期进水量0.5m'/d,容积负荷为在实际工程运行中,由于生活污水的水量非常大,进0.2 kgCOD/(m'.d) ,水力负荷为0.03 m/(m2.h)，水的 pH值波动更小,pH值对反应器的影响更小。稳定运行两周,然后提高进水水量至1. 0 m'/d,其.2 营养物的添加余条件不变,稳定运行两周,随后再按0.5 m'/d的中国煤化工比较齐全,含有微程度每两周增加一次水负荷,至进水水量为3 m/生物生因此在进水中无d,水力负荷为0.16 m'/(m2. h) ,水力停留时间为8需加人C NMHG生长,且能长期稳小时,实验停止。两周期实验的去除率、汽率与实定,夏季运行后的厌氧反应器,经几个月停止运行,●99●第34卷第10期VlL34 Na. 10张伟●生活污水的厌氧处理实验研究2009年10月Oct. 2009在冬季二次启动微生物也没有出现大的变化。4后处理的建议3.3有 机容积负荷与水力负荷本实验由于生活污水的COD浓度较低,有机容厌氧出水不能达到生活污水的排放要求，且水积负荷的变化较小,因此对厌氧反应器的运行在很中含有一定的气味,水色较深,因此,必须在厌氧处大程度上由水力负荷控制。当厌氧反应器进水量由理后增加好氧后处理,保证排放水的达标率。0.5 m/d增加到3 m'/d后,有机负荷由0.2 kg/可采用的好氧处理有很多种，也有很多已直接(m3●d)增加到1.2 kg/(m'●d) ,水力负荷由0.03应用于生活污水的处理,但一般都需机械曝气,其运m>/(m2●h)增加到0.16 m'/(m2●h),在每次增加行费用都较高。经厌氧处理后的生活污水中有机物负荷时去除率都没有发生下降,由此可知,在一-定程含量已较低,如再用常规曝气方法作为后处理,投资度内,逐步地提高负荷不会对反应器产生影响,实验及能源浪费都较大。因此选用无需动力消耗的依靠中其最大水力负荷达到0.16 m'/(m2●h),厌氧反重力流自动旋转布水的滴滤床技术作为后处理,既应器水力停留时间为8小时。能进一步对厌氧出水中的有机物进行降解,保证出3.4 产气率水达标,又无需消耗动力”。产气率在厌氧反应器的运行中,对于厌氧生物利用厌氧一滴滤 床的处理工艺已在豆制品加的活性及反应器的运行状况的好坏也是-一个重要的工废水、啤酒生产废水、乳品加工废水等中低浓度有监测指标。一般情况下,产气率与COD去除率有着机工业污水处理上成功应用,出水都达到国家- -级相同的关系，去除率下降,产气率也表现为降低,但排放标准印。因废水在反应器中有一定的滞留时间，而产出的气5结论与建议体在很短的时间内既可测定,因此厌氧产气率较5.1实验证明， 用UASB处理生活污水是可行的,COD的去除率更能快速地反应厌氧的运行情况”。在常温下运行,水力停留时间为8小时,COD去除产气率小说明产甲烷细菌少或活性弱,反应器有可率能达到75% ~85%;能会出现酸化(表现为厌氧出水挥发性脂肪酸浓度5.2从厌氧反应 器的冬季二次启动表明:厌氧菌种增高,厌氧降解反应受到抑制) ,因此在产气率下降能够在一-定条件下长时间保存,再启动时只需较合时一定要注意反应器内各项指标的变化。实验中厌适的环境，在短时间内即可恢复活性;氧产气率-直在0. 15 ~0.25 L/gCOD去除左右,并5.3在工程应用中,利用厌氧反应器处理生活污一直保持稳定,反应器运行平稳。水,与所选用的反应器类型、结构及所应用地方的气3.5 温度夏季,UASB进水水温为20C ~25C ,COD去除温有很大的关系,- -般在南方应用较好;效率为85%,产气率为0.25 LVgCOD去除,冬季,5.4建议采用好氧滴滤床技术作为厌氧处理生活UASB进水水温为10C左右,COD去除效率为污水的后处理工艺,无需增加运行费用,且出水能很75%,产气率为0.15 L/gCOD 去除。由此可见，好地保证达标率。UASB进水温度对反应器的运行有一定的影响:温参考文献:度下降,COD去除率有所下降，产气率也同时下降。[1]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].北京:中国轻工因此,利用厌氧处理生活污水,进水应有一定的温度业出版社,1998:50-52. .(在20心以上最佳) ,所以,用厌氧处理生活污水一[2]张自杰.排水工程[M].北京:中国建筑工业出版社，般适合在长江以南地区使用。2000:201 -210.(上接第96页)[4]Qiao M,Wang C X, HuangSB, et al. 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