兩相厭氧工藝處理生活污水的試驗研究
摘要:新型高效厭氧反應器的發展使生活污水的厭氧處理成為可能。采用動力學控制進行相分離,并對其處 理生活污水進行了初步研究。結果表明,采用兩相ABSBR(恒水位操作厭氧生物膜序批式反應器,Anaerobic biofilm sequencing batch reactor,ABSBR)工藝能發揮產酸相和產甲烷相各自最大的活性,兩相ABSBR系統能 提高有機物和懸浮固體的去除,能夠使出水直接達標;此外還具備較強的抗沖擊負荷和抗低溫能力。
關鍵詞:生活污水;高效厭氧反應器;兩相ABSBR
1971年Ghosh和Pohland提出了相分離的概 念,兩相厭氧消化工藝得以實施以來,各國學者爭相 對其進行研究。90年代以來,隨著對兩相厭氧消化 概念和厭氧降解機理的進一步理解,如何針對不同 的水質并結合各種新型高效厭氧反應器的特點進行 產酸相和產甲烷相的組合才能達到更好的處理效果 成為新的研究方向。Verst raete等人提出生活污水 的厭氧處理為厭氧技術研究的新領域。由于生活 污水中含有大量的懸浮物質,如果采用一級厭氧處 理,會造成大量的懸浮物在反應器底部累積,污泥活 性成分降低,抬升污泥床層,造成污泥流失。多級 厭氧反應器(Staged multi.phased anaerobic reactor system,SMPA)就是分段去除生活污水中不同形態 的污染物質,提高處理效果,并提高污泥穩定化程度。
1 兩相ABSBR處理低濃度生活污水的構思
生活污水屬于低濃度廢水,其排放量大的特點 決定了它不能采用加熱后再處理,所以必須考慮在 常溫甚至低溫的情況下生活污水的厭氧處理工藝。 應用厭氧工藝在低溫下運行時應顯著減少負荷率。 厭氧共生體中甲烷菌比產酸菌對溫度更為敏感。低 溫時會由于產甲烷菌產生的揮發酸快于甲烷菌將 揮發酸轉化為甲烷而使代謝失去平衡。對厭氧過程 起控制作用的動力學參數,特別是產甲烷過程的半 速度常數 對溫度是很敏感的。例如,當溫度從 35℃降至25℃,乙酸鹽轉化為甲烷的 值從164 mg·L 增加到930 mg·L~。Ks值變化較大,將會對 出水水質和生物活性產生很大的影響。
根據莫諾動力學方程, 要使出水濃度S很低,必須要很大的微生物濃度或者延長降 解時間。R E斯皮思嘗試用分級處理來補償溫度降 低的影響,取得了很好的處理效果。王凱軍將水解 與顆粒污泥膨脹床串聯組成兩相工藝成功的處理 了懸浮固體含量高的城市污水。
針對沖擊負荷變化很大的生活污水,本試驗提 出采用兩相ABSBR工藝。ABSBR工藝具有 ASBR與AF共同的優點而彌補了它們的不足之 處。ABSBR工藝因為是采用間歇式進水運行方式, 反應器從進水部位到出水部位不存在濃度梯度。 ABSBR工藝在運行過程中的任一時刻內所有的微 生物都處于同一基質濃度環境中,所以在反應器中 產酸菌與產甲烷菌同生共長,這樣就會導致反應器 內的微生物生活環境隨時間的變化而變化,無法達 到微生物生存的最佳環境。采用兩相工藝恰好可以 彌補這點不足,提高反應器的處理效率。
2 試驗部分
2.1 試驗用水
試驗用水為某大學學生生活小區總排水口取出 的廢水經過簡單靜沉網濾后得到。進水水質見表1。
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