城市生活污水作為一種低濃度綜合污水，其處理方法相當(dāng)多，可以認(rèn)為任何一種好氧處理技術(shù)都可用于生活污水的處理上，并可保證COD較好地達(dá)標(biāo)，但一般根據(jù)可水量的大小及所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)廣泛的應(yīng)用，而且技術(shù)上都已成熟。但目前存在的一個(gè)較大的難點(diǎn)，城鎮(zhèn)污水處理廠一般投資都相當(dāng)高，而且在建成后運(yùn)行費(fèi)用較大，對(duì)于一個(gè)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(yùn)行費(fèi)用約為150～200萬元，因此很多廠都是建得起，運(yùn)行不起，處理于半運(yùn)行狀況。為了根本解決這一問題，必需尋求一種投資小、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡便、處理效果好的技術(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(yùn)行。我們利用厭氧UASB對(duì)生活污水的厭氧處理進(jìn)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(yàn)

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/P>

（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(duì)生活污水CODcr濃度的去除效率，及運(yùn)行穩(wěn)定程度；

（5）為生活污水采用UASB進(jìn)行處理提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

1.2試驗(yàn)裝置與方法

（1）試驗(yàn)裝置與流程

整套實(shí)驗(yàn)裝置包括進(jìn)水系統(tǒng)、UASB反應(yīng)器、沼氣水封及計(jì)量系統(tǒng)。UASB反應(yīng)器為筒體直徑1m，總高3m碳鋼加工成的反應(yīng)器，其中反應(yīng)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(jì)自動(dòng)控制），再通過流量計(jì)自流入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器中，連續(xù)進(jìn)水，所產(chǎn)沼氣經(jīng)三相分離器后通過反應(yīng)器頂部導(dǎo)出，先由濕式氣體流量計(jì)計(jì)量沼氣產(chǎn)生量，再經(jīng)水封外排。整個(gè)裝置置于大氣中，UASB外加保溫層，實(shí)驗(yàn)溫度為常溫。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

（1）生活污水水源水質(zhì)：

中試用生活污水取自我院下水道污水,該污水來源于學(xué)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(shí)取一次樣，測定其一天的水質(zhì)變化，其平均水質(zhì)情況見表1。

表1  生活污水一天的水質(zhì)變化情況表

取樣時(shí)間	CODCr濃度(mg/l)	取樣時(shí)間	CODCr濃度(mg/l)
2：00	92	14：00	279
4：00	121	16：00	253
6：00	130	18：00	342
8：00	374	20：00	261
10：00	243	22：00	304
12：00	362	24：00	134

（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(yīng)器總?cè)莘e的三分之一（約1m3）。菌種添加后反應(yīng)器底部污泥層的污泥濃度為100gTSS/l。

（3）實(shí)驗(yàn)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(shí)間記錄，記錄時(shí)間是在早上8:30～9:00。記錄水溫時(shí)，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(shí)的溫度)，再記錄水溫。觀察、記錄氣溫也在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場（室外），據(jù)長時(shí)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

日期	水溫(℃)	日期	水溫(℃)
1月	6～9	7月	29～30
2月	10～11	8月	29～30
3月	10～12	9月	22～26
4月	16～22	10月	22～19
5月	19～22	11月	15～18
6月	23～15	12月	7～11

2）每隔兩天，在進(jìn)行1）操作的同時(shí)，取UASB進(jìn)、出水測定CODcr濃度，并計(jì)算出CODcr的去除率；

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

2 實(shí)驗(yàn)的啟動(dòng)與運(yùn)行

整個(gè)實(shí)驗(yàn)分二個(gè)步驟進(jìn)行，在冬季和夏季各進(jìn)行了三個(gè)月，經(jīng)過反應(yīng)器的啟動(dòng)、污泥的馴化、負(fù)荷的增加等幾個(gè)過程。

2.1 UASB的啟動(dòng)

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(shí)也放置了較長時(shí)間，故先對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)活性進(jìn)水。用白糖加自來水配制成CODCr為1000mg/l左右的溶液作為進(jìn)料，停留時(shí)間保持24小時(shí)，觀察其去除率（保持在90%以上）與產(chǎn)氣情況，同時(shí)記錄氣溫的變化情況，一周后再配成2000mg/l的溶液進(jìn)料，其余條件不變，持續(xù)一個(gè)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(jìn)料。

2.2 UASB的運(yùn)行（污泥的馴化、負(fù)荷的增加）

整個(gè)實(shí)驗(yàn)分為二個(gè)周期，夏季在6～8月進(jìn)行，冬季在11～1月進(jìn)行，兩次實(shí)驗(yàn)都采取了同樣的步驟，并進(jìn)行了相同項(xiàng)目的分析監(jiān)測。

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

在夏季，三個(gè)月厭氧處理效率一直保持在80%左右，產(chǎn)氣率為0.25 L/g CODCr去除左右，基本沒有發(fā)生大的變化；在冬季，三個(gè)月厭氧去除效率在75%左右，產(chǎn)氣率為0.15 L/g CODCr去除左右，也沒有發(fā)生大的變化。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，每次的負(fù)荷增加都不會(huì)對(duì)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行造成大的波動(dòng)。

3 結(jié)果與討論

此次實(shí)驗(yàn)是研究常溫厭氧對(duì)生活污水的處理情況，故自始至終反應(yīng)器的進(jìn)水溫度均為下水道來水溫度，因此在實(shí)驗(yàn)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(duì)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(dòng)，當(dāng)pH值低于6.5時(shí)，甲烷菌就會(huì)受到抑制，使得反應(yīng)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(dòng)，在沒有非常大的水力沖擊的情況下，進(jìn)水不太會(huì)對(duì)反應(yīng)器造成大的影響，能維持反應(yīng)器內(nèi)的pH值基本穩(wěn)定。在處理水量增加到3m3/d時(shí)，出水pH值仍在7.0以上。在實(shí)際工程運(yùn)行中，由于生活污水的水量非常大，進(jìn)水的pH值波動(dòng)更小，pH值對(duì)反應(yīng)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(zhì)比較齊全，含有微生物生長需的各種營養(yǎng)成份，因此在進(jìn)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(yùn)行后的厭氧反應(yīng)器，經(jīng)幾個(gè)月停止運(yùn)行，在冬季二次啟動(dòng)微生物也沒有出現(xiàn)大的變化。

3.3有機(jī)容積負(fù)荷與水力負(fù)荷

本實(shí)驗(yàn)由于生活污水的COD濃度較低，有機(jī)容積負(fù)荷的變化較小，因此對(duì)厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行很大程度上由水力負(fù)荷控制。當(dāng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)水量由0.5m3/d增加到3m3/d后，有機(jī)負(fù)荷由0.2kg/(m3.d)增加到1.2kg/(m3.d)，水力負(fù)荷由0.03m3/(m2.h)增加到0.16m3/(m2.h)，在每次增加負(fù)荷時(shí)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(fù)荷不會(huì)對(duì)反應(yīng)器產(chǎn)生影響，實(shí)驗(yàn)中其最大水力負(fù)荷達(dá)到0.16m3/(m2.h)，厭氧反應(yīng)器水力停留時(shí)間為8小時(shí)。

3.4產(chǎn)氣率

產(chǎn)氣率在厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行中，對(duì)于厭氧生物的活性及反應(yīng)器的運(yùn)行狀況的好壞也是一個(gè)重要的監(jiān)測指標(biāo)。一般情況下，產(chǎn)氣率與COD去除率有著相同的關(guān)系，去除率下降，產(chǎn)氣率也表現(xiàn)為降低，但因廢水在反應(yīng)器中有一定的滯留時(shí)間，而產(chǎn)出的氣體在很短的時(shí)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(yīng)厭氧的運(yùn)行情況[1]。產(chǎn)氣率小說明產(chǎn)甲烷細(xì)菌少或活性弱，反應(yīng)器有可能會(huì)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(yīng)受到抑制），因此在產(chǎn)氣率下降時(shí)一定要注意反應(yīng)器內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)的變化。實(shí)驗(yàn)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(yīng)器運(yùn)行平穩(wěn)。

3.5溫度

夏季，UASB進(jìn)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(jìn)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(jìn)水溫度對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行有一定的影響：溫度下降，COD去除率下降，產(chǎn)氣率同時(shí)下降。因此，利用厭氧處理生活污水，進(jìn)水應(yīng)有一定的溫度（在20℃以上最佳），所以，應(yīng)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(dá)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(jí)好氧后處理，保證排放水的達(dá)標(biāo)率。

可采用的好氧處理有很多種，也有很多已直接應(yīng)用于生活污水的處理，但一般其運(yùn)行費(fèi)用都較高。經(jīng)厭氧處理后的生活污水中有機(jī)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(fèi)都較大。因此選用無需動(dòng)力消耗的依靠重力流自動(dòng)旋轉(zhuǎn)布水的滴濾床技術(shù)作為后處理，既能進(jìn)一步對(duì)厭氧出水中的有機(jī)物進(jìn)行降解，保證出水達(dá)標(biāo)，又無需消耗動(dòng)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(yīng)用，出水都達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論與建議

（1）實(shí)驗(yàn)證明，用UASB處理生活污水是可行的，在常溫下運(yùn)行，水力停留時(shí)間為8小時(shí)，COD去除率能達(dá)到75～85%；

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

（3）在工程應(yīng)用中，利用厭氧反應(yīng)器處理生活污水，與所選用的反應(yīng)器類型、結(jié)構(gòu)及所應(yīng)用地方的氣溫有很大的關(guān)系，一般在南方應(yīng)用較好；

（4）建議采用好氧滴濾床技術(shù)作為厭氧處理生活污水的后處理工藝，無需增加運(yùn)行費(fèi)用，且出水能很好地保證達(dá)標(biāo)率。（來源：谷騰水網(wǎng)）