《低温处理生活污水的两级厌氧滤池(AF)+复合式厌氧(AH)工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低温处理生活污水的两级厌氧滤池(AF)+复合式厌氧(AH)工艺（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . . . .低温处理生活污水的两级厌氧滤池/复合式厌氧工艺摘要：在13低温条件下，控制不同的水力停留时间(HRTs)，在一个由厌氧滤池（AF）+复合式厌氧反应器（AH）组成的两级工艺里对生活污水处理进行研究。AF反应器在去除悬浮COD方面效率高，即在水力停留时间为4h，2h，3h时去除率可分别达81%，58%，57%。对悬浮COD和溶解COD去除效率最优时，AF+AH系统要求水力停留时间为4+4h。对附加的胶状COD的去除效率最优时，AH反应器需要8h的水力停留时间。AF+AH系统在13、水力停留时间为4+8h下运行时，对总COD有一个高效的去除率。总COD去除率高达71%，这类似于在热
2、带地区的研究发现。此外，去除的60%COD转化为甲烷。2000爱思维尔技术股份有限公司版权所有。关键词：污水处理，生活污水，厌氧消化，厌氧滤池，复合式厌氧，聚氨酯泡沫塑料，两级系统1. 简介高效厌氧处理是生活污水处理技术的一个热点，因为它设备简单，操作简便，维修费用低，占地面积小，污泥产量少，且产沼气。尽管生活污水厌氧处理技术在许多热带国家广泛大规模应用，但是目前为止，低温下这套技术并没有完全的被各个国家采用。这主要是因为去除率较低。此外，低温条件下，反应器里水解率更低且悬浮物（SS）积累量更高，故需要一个更长的水力停留时间（HRT）1-2。上流式厌氧污泥床反应器（UASB）反应器接种颗粒污泥
3、比那些接种絮凝污泥的反应器性能更好3。但是，在低温下用颗粒污泥UASB反应器处理生活污水时，在颗粒污泥床SS重新积聚，将导致总体产甲烷活性和反应器性能恶化1,4。许多研究2,5-11显示，低温下用颗粒污泥床反应器处理，应在厌氧处理前进行SS预处理。王葵10针对低温处理生活污水研发了一套两步工艺，即UASB+EGSB(膨胀颗粒污泥床)反应器。第一步是去除悬浮COD（CODss）及部分水解，而第二步主要是将溶解COD（CODdis）转换为甲烷。但是，在这套组合的UASB+EGSB工艺里，胶状COD(CODcol)的去除受到了限制。最近，Elmitwalli 等人12研究表明，相比于UASB反应器，
4、采用接种絮凝污泥的AH反应器并不能显著提高对SS的预处理效果10。但是，用AF反应器作为第一步反应对CODss去除效率很高（即82%），在AF反应器里采用聚氨酯泡沫塑料(RPF)填料。反应器里不能形成污泥床，因而，所有的生物被截留在RPF填料上而被保留在反应器里。填料和微生物（处于吸附状态）的存在，使得在13、HRT为4h下运行140d期间完全避免了过滤器的堵塞。Elmitwalli等人5对UASB和AH反应器进行了比较，两者均接种颗粒污泥，在13、HRT为8h下对初沉后的污水进行处理。AH反应器里采用的是RPF填料。在初始阶段，AH反应器去除了64%COD(CODt),明显比UASB的去除效
5、率高出4%。结果得出，用AF反应器作为第一步,紧接一个含颗粒污泥床的AH反应器,被认为是低温生活污水厌氧处理的一个合理可行的工艺。现在研究的目的就是评估这个两级（AF+AH）工艺在13低温下对生活污水的处理性能。2. 材料和方法2.1.实验装置实验装置如图1所示，由AF反应器（60L）和AH反应器（65L）组成，两者材质均为有机玻璃，且采用串联式的连接。两个反应器的直径均为0.19m，而AF和AH反应器的高度分别是2.1m和2.3m。反应器里采用的是RPF填料。AF反应器里的填料垂直放置，背靠背，没有间隔。AH反应器里使用的是由1m1.5m的板片做成的圆柱型的填料，这个1m高的RPF圆筒在AH
6、反应器的顶部被垂直地放置在气-固分离器之上。RPF材质的特性见表1。反应器里的温度通过置周围的管提供恒温水循环而控制在13。图1 实验装置示意图（1）进水；（2）蠕动泵；（3）AF反应器；（4）AF反应器的填料（垂直的RPF板片，TM10型号）；（5）气量计；（6）AF反应器废水；（7）AH反应器；（8）颗粒污泥床；（9）气-固分离器；（10）AH反应器的填料（垂直的RPF板片，TM30型号）；(11)AH反应器废水表1实验中使用的RPF板片的特性参数单位AF反应器AH反应器总薄板厚度凸起厚度气孔数目mmmm气孔/英寸25157-15251525-35实验开始用的是洁净的填料。AH反应器是从一
7、个正在处理“齐默曼方法”（布雷达，荷兰）产生的活性滤液的UASB反应器中接种的颗粒污泥。30下这个培养液污泥的最大产甲烷活性总计0.34kgCOD/kgVSSd。其后，AF+AH工艺在HRTs为4+8h、2+4h和3+6h时分别运行144d、81d和69d。运行的第一个50d视为启动周期，从144-166d至225-251d的运行期间，被看作是对一个新的水力停留时间的适应期。AF反应器底部沉淀的污泥在HRTs为2h和3h时被浪费3次/周，而在HRTs为4h时被浪费1次/周。AH反应器里的污泥床通过消耗从污泥床上部来的剩余污泥而控制在1m的高度。2.2 废水性能该工艺使用的是源自荷兰宾尼哥姆村庄
8、的生活污水，污水经混合下水道系统收集。表2概括了该污水的主要特征。每周，从原水中取三份混合样品（两份是48h，一份是72h），AF反应器和AH反应器的出水分别收集到容器里，置于4的冰箱里。表2用于实验的生活污水的性能参数单位从50d到144dn1=29b n2=5c从166d到213dn1=21 n2=5从239d到294dn1=21 n2=5CODtmg/l461(134)425(143)528(172)450(63)528(88)533 (86)CODssmg/l186(88)201(118)201(101)187(28)225(66)173(76)CODcolmg/l117(38)99
9、(9)160 (42) 133 (32)156(42)191(123)CODdismg/l158 (43) 152 (30)172 (62) 130 (20)147 (42) 169 (68)COD-VFAmg/l38 (25) 35 (24)35 (28) 33 (27)55 (11) 53 (11)总糖mg/l69 (38)38 (24)55 (11)悬浮的糖mg/l39 (32)16 (16)36 (9)胶状的糖mg/l12 (8)12 (4)10 (3)溶解的糖mg/l19 (3)10 (6)9 (4)总蛋白质mg/l125 (31)173 (38)110 (16)悬浮的蛋白质mg/l
10、43 (19)26 (14)28 (11)胶状的蛋白质mg/l33 (5)101 (33)56 (15)溶解的蛋白质mg/l50 (8)45 (17)26 (17)N-Kjmg/l62 (13)58 (13)70 (3)NH4+-Nmg/l52 (16)40 (14)48 (10)总PO4-Pmg/l8.6 (2.5)6.8 (2)7.4 (1.3)溶解的PO4-3-Pmg/l5.4 (1)4.4 (1.7)5.9 (0.7)悬浮的PO4mg/l3.2 (1.6)2.4 (0.9)3.6 (0.7)总大肠埃希菌E.coli/100 ml5.6106 (1.5106)7.5106(1.5106)
11、7.3106 (2.3*106)悬浮的大肠埃希菌E.coli/100 ml1.2106 (1.2106)5105 (6105)2.5106 (1.4*106)滤纸大肠埃希菌E.coli/100 ml4.4106 (1.5106)7106 (4.6106)4.8106(2.2106)a标准差位于括号里bn1=CODt和其小部分的测量数目cn2=其它参数的测量数目2.3分析方法Jirka和Carter13用显微分析仪对COD进行测定。原水样品CODt，经4.4m过滤后的样品用于CODf，而0.45m渗透膜（Schleicher & Schuell ME 25）样品用于CODdis。CODss和CO
12、Dcol是通过CODt和CODf、CODf和CODdis各自之间的区别来估算的。挥发性脂肪酸(VFA)是通过膜过滤器样品在气相色谱仪中测定的，正如van Lier 14报道。沼气的组成，CH4，CO2，N2和O2，由一个用气相色谱仪测定的100l样品决定，van Lier14报道。凯氏测氮值（KJ-N）、污泥指数（SVI）、吸附时间（CST）、总固体含量（TS）、SS以及挥发性悬浮颗粒（VSS）是根据荷兰标准归一化方法15测定的。蛋白质和糖类（由原水、滤纸、渗透膜样品测定的）是根据Miron等16描述的方法进行分析的。大肠埃希菌（原水和滤纸测定的）是根据Havelaar and During1
13、7分析的。废水的总PO4-P是根据荷兰标准归一化方法15在处理后用自动分析仪（Skalar）测定的,而NH4+-N和溶解的PO4-3-P直接用同台自动分析仪进行测定。30下通过一次进料约为1.5gCOD/l的初始醋酸浓度和二次进料大约为2gVSS/l污泥浓度14的醋酸的消耗来测定SMAmax值，在60d周期里污泥可消化性效果正如van Lier14报道成果。对于AF反应器产生的剩余污泥，其体积与SS和VSS的浓度都被测量了。当AF反应器在水力停留时间为2h和3h下运行时，对其余5个样品进行了SVI，CTS和TS的分析。污泥的可消化性被再次测量，而当AF反应器在HRT为2h时，其中的剩余污泥被分
14、成了两份。AH反应器里的剩余污泥对其SS和VSS容量进行了分析。在每一次驯化阶段之后以及每个HRT末期，AF反应器里的剩余污泥和存在于AH反应器里的复合样品的颗粒污泥，它们的SMAmax值都被分析了。在每次HRT末期AF和AH反应器里的附加污泥，它们的SMAmax也被测量了。AF和AH反应器里的附加污泥被分离正如Elmitwalli等12提到的那样。3.计算水解（H）、酸化(A)和产甲烷(M)百分率，最大（SRTmax）和最小污泥停留时间（SRTmin）以及过滤常数()是按Elmitwalli等12描述的那样计算的。废水中溶解的甲烷总数是依据Henrys Law估算的。按照Elmitwalli
15、等12报道，在不同HRTs下对反应器的性能做了统计比较。4.结果与讨论4.1.COD和VFA的去除图2 13用AF和AH 反应器处理生活污水期间HRT对CODt及其各部分的去除的影响。（），CODt；（），CODss；（），CODcol；()，CODdis.图2显示不同HRT下AF反应器对CODt和去除效率显著的COD的去除效果。结果表明，HRT从4h提高到4h,显著地提高了CODt的去除率（平均提高了10%），主要是因为CODss的去除率更高。在HRT为4h时，AF反应器对CODss去除率为81%，比HRT为3h时明显高（平均高出0.01%）。然而当HRT从3h减少到2h时，CODss的去除率并没有急剧下降。HRT为2h时，AF反应器对COD
