UASB处理极低浓度生活污水研究

1、华南理工大学学报（自然科学版）第30卷第3期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.30No.3（NaturalScienceEdition）March20022002年3月"""""""""""""""""""""""""""""""&q

2、uot;"""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：1000-565X（2002）03-0066-06UASB处理极低浓度生活污水研究!郭晓磊胡勇有（华南理工大学环境科学与工程系，广东广州510640）摘要：文中研究了极低浓度下UASB反应器处理生活污水的可行性

3、.在停留时间!HR为5.33h时，反应器的CODcr去除率为57.21%，产气率为BOD5去除率为69.32%，m-3出水中悬浮物（SS）和挥发性脂肪酸（VFA）很小；反应器内已形成一0.087m3d-1；定数量的颗粒污泥，有"=38.9%的污泥粒径大于0.22mm，污泥沉降性能良好，污泥指数（#SV）为26.5mLg-1.反应器对冲击负荷有一定抵抗能力，短时间的浓度冲击和pH值降低均不会对反应器产生危害.关键词：极低浓度；生活污水；升流式厌氧污泥床中图分类号：X703.1文献标识码：A升流式厌氧污泥床（UASB）自70年代发明以来，由于其良好的处理效果，一直成为国内外研究的15热点

4、，并已广泛应用于各类废水的处理，特别不设反应器总体积为5.03L.实验系统室温运行，加热装置，实验装置如图1所示.参照文献6，11实验采用人工配水，CODcr为168mgL-1，BOD5为118mgL-1，成分比例见表1.p 值为7.0，是高浓度有机废水的处理中.UASB在90年代开始2，6应用于处理生活污水，并已在巴西、墨西哥、哥伦比亚等热带亚热带国家建设了多座以UASB为710主体的城市污水处理厂，运行效果良好.在我国UASB处理生活污水虽有研究报道但尚无应用实例，对广州等南方城市的城镇极低浓度（CODcr、生活污水的BOD5含量常年在100mg/L左右）UASB法处理研究尚未见报道.在本

5、实验中我们利用人工合成污水，研究了极低浓度生活污水采用UASB处理的可行性以及反应器的运行特点.图1Fig.1实验装置图1实验装置与分析方法Schematicdiagramoftheexperimentalsystem表1人工合成污水的营养组分Table1Syntheticsewagecomposition实验采用自行设计的UASB反应器，反应区的有效容积为3.85L，沉淀区的有效容积为1.18L，"""""""""收稿日期：2001-11-23（970532）；广东!基金项目：广东省自然科学基金资助项目

6、省科技厅科技攻关计划资助项目（2KMO65O1S）作者简介：郭晓磊（1971-），男，硕士，主要从事废水处理工程技术研究.营养成分氯化钙硫酸镁氯化镍氯化锰氯化钴氯化锌硼酸三氯化铝三氯化铁L-1）/mg!（30250.051.10.60.050.050.094.0营养成分钼酸铵氯化铜亚硒酸钠碳酸氢钠氯化铵磷酸二氢钾硫化钠无水葡萄糖酵母浸膏L-1）/mg!（0.050.030.120015410150506712；CODcr采用COD测定法测定BOD5采用12直接稀释法测定；悬浮物（SS）采用滤纸法测1212定；污泥指数（!SV）采用滤纸法测定；挥发性13总量采用滴定法测定；颗粒污泥脂肪酸（VFA

7、）14粒径分布采用湿筛法测定；挥发性脂肪酸组分采14用气相色谱法测定；颗粒污泥的微生物观察根据14文献报道的方法进行.温冲击能力大大提高.2结果与讨论2.1反应器的启动接种污泥取自广州大坦沙污水厂污泥浓缩池的好氧污泥，在实验室经过厌氧消化后，作为UASB反应器的种泥.种泥的性质如下：污泥指数!SV=42mLg-1，总固体悬浮物的质量浓度!（SS）=23.47gL-1，比甲烷活性（SMA）为0.043kgd-（以1每公斤VSS处理CODcr记）.反应器中厌氧污泥接种量为2.5L，污泥质量浓度!（VSS）=4.33gL-1.由于实验中使用的人工配水浓度低，实验中采用逐步加大水力负荷的办法以提高有机

8、负荷.启动初期的水力停留时间"HR=10.22h，容积负荷为0.394kgm-3d-（以1CODcr记）.启动时的气温为18C，水温为14.9C.当CODcr去除率达到较为稳定时即可加大水力负荷，最终停留时间达5.33h.2.2反应器的运行由于反应器启动正值冬季，整个运行周期跨越了冬、春两季，温度的变化较大，故实验分为正常运行和负荷冲击两个阶段进行.在正常运行阶段，人工合成污水的碱度在190230mgL-1之间，反应器出水的碱度要高于进水，在200290mgL-1之间变动；除温度骤然下降时出水的pH值在6.4以下外，其他时候反应器出水的pH值均在6.4以上.运行初期，反应器的CODc

9、r去除率为24.39%，随着运行时间的推移，反应器的去除效果逐渐上升，期间各种因素的影响会使反应器的去除效果有所波动，运行稳定后，CODcr去除率达到57.21%.由于实验是在室温下运行的，没有任何的保温设备，从反应器的运行来看，温度对反应器的影响较大，第3436d温度下降得很低，水温在910C之间，CODcr去除率降达30.6%；温度回升后，反应器的去除率均能较快地恢复，如图2所示.广州地区冬天的温度较高，而且低温的持续时间短，不会发生长期低温而影响到UASB反应器的运行的情况，尤其当UASB反应器中已形成良好的颗粒污泥时，UASB的耐低卷乙酸的含量增大，说明产甲烷菌在一定温度范围内对温度非

10、常敏感.出水中丙酸无法测出，丁酸的含量很低.在UASB反应器中进行的厌氧酸化反应有两种途径，一种是乙酸酸化，酸化的主要产物是乙酸，乙酸正是产甲烷菌的基质；另一种是丙酸酸化，丙酸酸化的结果是丙酸含量增高，最终引起反应器的整体酸化.从检测结果可以看出，反应器中进行的是乙酸酸化，因此出水中丙酸检测不出，说明反应器的工作状况良好.从反应器的各种挥发酸的含量来看，乙酸的含量较高，约占脂肪酸总量的70%以上，这是产甲烷菌正常生长所必须的.此外，在低浓度下，出水中有一定的丁酸存在，很大程度上是由于反应器中产甲烷菌的积累不够，污泥未达到完全颗粒化的原故.时间的低pH值和由此引起的有机酸抑制具有一定缓冲能力，这是由于反应器中形成的颗粒污泥层状结