水解与颗粒污泥膨胀床串联工艺处理城市污水

水解与颗粒污泥膨胀床串联工艺处理城市污水

摘要：提出了常温下水解(HUSB)和颗粒污泥(EGSB)反应器串联处理城市生活污水的新工艺以提高悬浮性和溶解性COD的去除率。在T＞15℃和T=12℃条件下，工艺可分别达到70%总COD、85%SS的去除率和60%总COD、77%SS的去除率。HUSB反应器的水力停留时间是3h，用于预处理去除SS和提高出水COD的溶解性和可生化性，其SS、悬浮性COD的去除率分别为86%和66%，并超过50%的污泥水解率。在T=8～12℃时，EGSB反应器的水力停留时间是2h，可获得60%总COD去除率和23～70L/m3污水的沼气产量。

关键字：废水处理生活污水厌氧处理水解水解升流污泥床粒污泥膨胀床笔者与他人在厌氧(水解)处理低浓度污水的研究中发现水解反应器(HUSB)在短的停留时间(HRT=2.5h)和相对高的水力负荷［＞1.5m3/(m2·h)］下获得高的SS去除率(实验室和生产性试验中分别取得平均90%和85%的SS去除率)，并可改善原污水的可生化性和溶解性，以利于好氧后处理工艺［1、2］。但是，其COD去除率仅有40%～50%，溶解性COD的去除率更低，事实上仅能够起到预酸化作用。与此同时，在荷兰Wageningen农业大学进行的传统UASB和EGSB反应器、特别是EGSB的研究发现其可有效地去除溶解性COD组分，但对于悬浮性COD的去除很差［3］。上述研究表明，两种各自开发的处理工艺的优点和缺点是互补的。因此，联合进行了HUSB+EGSB串联工艺处理城市污水的合作研究(见图1)。1材料和方法1.1反应器,接种物和启动

HUSB反应器(200L)直接运行在满水力负荷下，即HRT=3.0h和v=1.0m/h的上升流速下。EGSB反应器(120L)在两个月后启动，采用出水回流保持高的上升流速。试验采用Benneom村的合流制生活污水在常温下进行。HUSB接种Renkum污水处理厂消化污泥，EGSB接种颗粒污泥取自面粉加工厂UASB装置，最大甲烷菌比活性分别为0.14和0.21kgCH4-COD/(kgVSS·d)(30℃)。间歇回流试验设备包括一个内径53mm、高度为600m(总体积为1.25L)反应柱和一个工作容积为5L的容器(图1b)［4］。从连续运行的EGSB反应器内取出1L的颗粒污泥放入反应柱内，在试验完毕后颗粒污泥放回EGSB反应器。

1.2取样和分析方法

化学分析取24h混合样(保存在4℃冰箱内)。SS、BOD5、凯氏氮和总磷采用原污水样，VFA、NH3-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P的测定采用滤纸(孔径4.4μm)过滤样，污泥浓度和上述分析采用标准方法［5]COD采用微量测定方法［6］，CODt、CODm和CODf分别代表总COD、0.45μm和4.4μm滤纸过滤的COD，胶体CODc和悬浮CODs分别被定义为CODf与CODm之差、CODt和CODf之差。2HUSB反应器的运转结果鼻2舱.易1屡运绣转望结设果

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(mg/L)CODf

(mg/L)CODm

(mg/L)SS

(mg/L)VFA(mg/L）COD去除率（%）SS去除率（%）范围平均进水出水EtEf/tEmEeEs1～18911314～2117697342197237591073852-2.6236583190～204*89～1211318170100171133411457.3-162577206～272398～13125072861161544073375716.1394975总平均8～2165032118721754993753-0.9235881注*为雨季及寒冷季节数据；VFA以VFA-COD计；

Et=100×{CODt(进）-CODt(出）}/CODt(进）；Ef/t=100×{CODt(进）-CODt(出）}/CODt(进）；

Em=100×{CODm(进）-CODm(出）}/CODm(进）；Ec=100×{CODc(进）-CODc(出）}/CODc(进）；

Es=100×{CODs(进）-CODs(出）}/CODs(进）；沙2乐.塑2抓衣剩革余漫污纵泥直的赔产浩生滚和众去炎除佩平抱衡

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63.032.291.952.1144(b)50271.163.192.361.024(b)

59.023.281.061.0注a:UASB运行方式（υ=1.0m/h）；

b：EGSB运行方式（υ=6.0m/h）；追4恨央讨敏论隆和洞结柔论在本研究中，发现采用EGSB系统对溶解性COD的去除可以完全归结为VFA的去除，而非酸性溶解性组分在EGSB出水中保持一个恒定的水平(图3)。因此反应的限速阶段是胶体COD的去除，其占EGSB反应器出水的80%。Yodo等人(1985)曾报道有60%～70%进水中的胶体物质经处理后很难去除仍保留在厌氧流化床出水中［7］，但他们也报道过这种组分很容易采用好氧后处理去除。Breure等人(1991)报道蛋白质从来不能在厌氧反应器中被完全水解，并且这种基质比其他基质(如碳水化合物)更难降解［8］。另一方面，HUSB反应器在低温条件下去除的CODs和CODc水解和酸化率较低，导致HUSB反应器的污泥稳定化程度降低，因此系统最终很可能仅使污泥得到部分的稳定化[9]。

为了改善系统在寒冷季节污泥的稳定化程度和对于胶体物质的去除效率，HUSB反应器配合一个污泥稳定装置，其与水解反应器并联运行，可以改善水解污泥的排泥稳定性。考虑到EGSB反应器在相关的温度范围具有相当高的降解VFA和可生物降解溶解性COD的潜力这一事实，采用这种污泥稳定工艺可以主要限于水解和酸化阶段。酸化后的污泥将回流到水解反应器中，产生的VFA将随HUSB反应器的出水进入EGSB稍反浙应赢器丛。薄此贡工幻艺拳对燕于品低禁浓邻度悔复仰杂誓废狠水伍的吃处区理宿具潜有丰下浴列冲优方点妨：饱①冷提触供称了裕污岗泥且进肚一狼步诉甚岩至鞠完池全躬的葵稳放定铺，迹从日而钓减揉少痕了尚污国泥倚产者量像；昆②肢可挡以撤利些用且E伐G愉S谢B父反欺应蠢器煎的高处驻理塑潜返力碌，欺增点加榴了议沼具气厚的哨产逆量在和牵能材源扩的漆回昏收窝；屿③犁对晨复炼杂绞废苏水绪不浸仅恨处遥理密了妥溶吉解绝性侮组步分熟，界也证处千理仰了牛悬本浮代性薪和狡胶真体寒性筝物往质痕。

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2王凯军，郑元景，徐冬利.水解—好氧生物处理工艺处理城市污水.环境工程，1987；5(4～6)

3LastARMvander,LettingaG.AnaerobicTreatmentofDomesticSewageunderModerateClimatic(Dutch)ConditionsUsingUpflowReactorsatIncreasedSuperficialV