城鎮(zhèn)生活污水低溫厭氧生物處理技術(shù)

　　一、影響城鎮(zhèn)生活污水厭氧生物處理成效的因素分析

　　厭氧生物處理對(duì)環(huán)境的要求很高，其中環(huán)境溫度、PH 值、氧化還原電位、營(yíng)養(yǎng)、食料、微生物比、有毒物質(zhì)和攪拌狀況等都是影響其處理成效的關(guān)聯(lián)因素，要求在應(yīng)用之前必須進(jìn)行全面、深入的考察研究。在城鎮(zhèn)生活污水低溫厭氧生物處理技術(shù)應(yīng)用中，其影響因素主要包括如下幾個(gè)方面：

　　1 污水處理的環(huán)境溫度

　　在利用微生物對(duì)生活污水進(jìn)行處理的過程中，溫度對(duì)微生物的生命活力有著至關(guān)重要的影響，特別是厭氧微生物更是如此，它與生物細(xì)胞中酶的活性有著直接而密切的聯(lián)系，而酶對(duì)微生物生化反應(yīng)速率有著至關(guān)重要的影響。此外，環(huán)境溫度還會(huì)與剩余污泥成分和性狀改變等方面有著直接而密切的聯(lián)系。

　　通常情況下，厭氧廢水處理的溫度設(shè)定調(diào)節(jié)為三檔：第一檔，5-20℃的低溫;第二檔，20-42 ℃ 的中溫; 第三檔 42-75℃的高溫。當(dāng)環(huán)境溫度不同時(shí)，厭氧反應(yīng)器內(nèi)的微生物生成數(shù)量和種類是有差別的。有研究發(fā)現(xiàn)，高溫消化的反應(yīng)速率快，且產(chǎn)氣量也大，但所產(chǎn)生的甲烷氣體分?jǐn)?shù)卻不及中溫環(huán)境。在具體的應(yīng)用中，由于高溫消化耗能較高，且會(huì)生成臭氣，所以應(yīng)用前應(yīng)考慮好經(jīng)濟(jì)成本問題。當(dāng)所需處理的廢水量過大時(shí)，最好選用中溫處理。而考慮到能源緊缺問題，則最好選用低溫消化處理的方法。當(dāng)然，在低溫處理中，由于污泥和水的接觸度小，因?yàn)樘幚硇Ч矔?huì)相對(duì)差一些。

　　為確保消化速度，溫度的保持也很關(guān)鍵，ld 內(nèi)的溫度波動(dòng)不能大于 2℃，一旦在消化過程中溫差巨變超過 5℃，則會(huì)干擾厭氧消化成效。近年來，隨著各種高效厭氧反應(yīng)器的不斷面世，溫度對(duì)厭氧消化的影響在逐漸減少。但在具體的應(yīng)用實(shí)踐中，為節(jié)約能源損耗，降低處理成本，城鎮(zhèn)生活污水的低溫生物處理中，通常會(huì)將溫度設(shè)定在 20-25℃之間。

　　1 污水中的有機(jī)物含量

　　如果所需處理的溫水中有機(jī)物含量較低，反應(yīng)器內(nèi)的底物也會(huì)含量低。而依據(jù)微生物機(jī)制去除動(dòng)力學(xué)方程可知，基質(zhì)去除率和微生物含量和基質(zhì)含量均密切相關(guān)，即當(dāng)基質(zhì)量低時(shí)，去除率會(huì)與水中微生物含量和基質(zhì)含量成正比例關(guān)系。如生活廢水污泥在長(zhǎng)時(shí)間有機(jī)物含量不足的饑餓狀況下，污泥的活性就會(huì)明顯不足。如底物含量不足，還會(huì)影響氣體量的生成，進(jìn)而影響底物和污泥的接觸，污染物的去除效果也自然會(huì)降低。因而，在處理有機(jī)物含量低的廢水時(shí)，必須嚴(yán)格控制污泥的流失量，同時(shí)考驗(yàn)的也是反應(yīng)器保留污泥的能力。因而，在設(shè)計(jì)生活污水厭氧反應(yīng)器時(shí)，體積大小應(yīng)考慮到水力負(fù)荷限制。

　　二、城鎮(zhèn)生活污水的低溫厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用

　　1 厭氧活性污泥工藝

　　在河北省藁城市城市污水處理過程中，侯國(guó)安等應(yīng)用了“厭氧預(yù)處理 + 氧化塘”處理工藝，充分發(fā)揮了厭氧生物處理的吸收和貯存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、脫氫氧化作用，并為后續(xù)好氧處理中減少曝氣量奠定了基礎(chǔ)。此外，施昌平等也通過潛流式人工濕地對(duì)丹江口市一村莊的生活污水進(jìn)行了處理，經(jīng)厭氧池的預(yù)處理后，流入濕地的水中，COD 的去除率為 67.2%，SS的去除率為 90.4%，BOD5 的去除率為87.0%，氨氮的去除率為 80.2%，經(jīng)監(jiān)測(cè)，出水水質(zhì)符合國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，取得了良好的應(yīng)用效果。

　　2 厭氧生物膜工藝

　　在生物污水處理中，厭氧濾池是最早的應(yīng)用工藝之一，在厭氧生物技術(shù)應(yīng)用中具有舉足輕重的地位。早在 1994 年，墨西哥就建造了厭氧生物濾池裝置(AF)，主要用來對(duì)生活污水進(jìn)行處理。到了 80年代，李彥春利用 AF 工藝對(duì) Knoxvile 城市污水進(jìn)行處理，經(jīng)實(shí)踐，當(dāng)處理溫度為 12℃的情況下，去污率依然良好，其中SS 的去除率約 80%，BOD 的去除率約70%，COD 的去除率約 60%。呂濤通過 “厭氧濾池——人工濕地”工藝對(duì)部隊(duì)營(yíng)區(qū)的生活污水進(jìn)行處理的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)：當(dāng)厭氧區(qū)容積負(fù)荷為 0.3kgCOD/(m3·d)時(shí)，COD 的去除率為 73.9%;當(dāng)厭氧區(qū)容積負(fù)荷上調(diào)一倍時(shí)，COD 的去除率為 65.3%，組合工藝應(yīng)用出水符合國(guó)家二級(jí)出水標(biāo)準(zhǔn)。

　　1 UASB 及其變形工藝

　　在UASB 反應(yīng)器工藝應(yīng)用中，李亮曾經(jīng)在 HRT 為 4h 的環(huán)境下進(jìn)行過生活污水處理實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：水溫在15℃情況下，COD 的去除率是 51.07%;在用 SBR 反應(yīng)池進(jìn)行處理時(shí)，出水符合國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求。魯繼川通過“ABR+ 好氧流化床”工藝進(jìn)行過城鎮(zhèn)生活污水的處理，總處理水量約為 8000m3·d-1，ABR 池的 HRT 設(shè)定為 2h，反應(yīng)結(jié)果顯示：出水指標(biāo)符合 GB18918-2002 一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)要求。且和傳統(tǒng)的好氧活性污泥法相比，該變形工藝更能節(jié)省曝氣能耗，為污水處理企業(yè)節(jié)約成本支出。

　　三、結(jié)語

　　總而言之，城鎮(zhèn)生活污水的生物處理技術(shù)在不斷發(fā)展和進(jìn)步，經(jīng)實(shí)踐表明，厭氧生物處理技術(shù)在低溫處理生活污水中是完全可行的，其自身具備的能源節(jié)約型強(qiáng)、處理效率高、成本消耗低等優(yōu)點(diǎn)也很明顯。但在應(yīng)用厭氧反應(yīng)器處理生活污水的過程中，難免存在這樣那樣的問題，只有充分了解其影響因素，把握未來厭氧生物處理技術(shù)的發(fā)展方向，才能提升城鎮(zhèn)生活污水的處理效率。