生活污水低溫厭氧生物處理技術(shù)

能耗小，低溫厭氧生物處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。.造價(jià)低.可以回收利用.占地面積小.低溫厭氧生物處理技術(shù)在我國生活污水處理中已經(jīng)投入使用，并取得了一定的應(yīng)用成果，因此需要對(duì)生活污水的低溫厭氧生物處理技術(shù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。

1.低溫厭氧生物處理生活污水技術(shù)研究進(jìn)展

1.1.厭氧污泥層層反應(yīng)器(UASB)

UASB在生活污水溫度低至100之間，生物反應(yīng)器取消了污泥回流和攪拌，能耗低℃左右時(shí)，UASB水力停留時(shí)間約為16小時(shí)厭氧生物反應(yīng)器，適用于處理COD2.有機(jī)有機(jī)物污泥濃度范圍~10kg/(kg?d)生活污水，生活污水COD49%可以達(dá)到有機(jī)物去除率~低溫條件下89%；UASB需要設(shè)置攪拌器或氣體回流，產(chǎn)期效率低，反應(yīng)器內(nèi)混合限制大。

1.2.顆粒污泥床膨脹(EGSB)反應(yīng)器

有兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)：厭氧流化床和升流式厭氧污泥反應(yīng)器EGSB反應(yīng)器適用于低濃度生活污水的低溫處理，通過膨脹顆粒污泥創(chuàng)作來提高微厭氧生物的反應(yīng)效率。研究發(fā)現(xiàn)，生活污水的溫度低至11℃當(dāng)水力停留時(shí)間達(dá)到5時(shí)，適當(dāng)增加生活污水的停留時(shí)間，可以提高反應(yīng)器的有機(jī)物去除率~7小時(shí)時(shí)，COD可達(dá)到75%的有機(jī)物去除率。

1.3厭氧折流板(ABR)反應(yīng)器

厭氧折流板反應(yīng)器低溫生活污水處理效果較為穩(wěn)定，容積利用率較高，不易產(chǎn)生堵塞和污泥膨脹，污泥流失率較低。通常厭氧折流板反應(yīng)器的水力停留時(shí)間在10小時(shí)左右，適當(dāng)降低反應(yīng)器的進(jìn)水濃度和進(jìn)水流量，增加反應(yīng)器的接觸反應(yīng)，有助于提高反應(yīng)的處理效果。

2.產(chǎn)物和資源化利用研究現(xiàn)階段生活污水厭氧生物處理

厭氧處理出水的資源化利用。厭氧過程中，需要消耗的能量較少，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，因此其在污水處理中的應(yīng)用較為廣泛，常與其他污水處理技術(shù)設(shè)備聯(lián)合運(yùn)用，在此過程中，厭氧微生物處理是污水的一級(jí)處理。由于厭氧反應(yīng)器對(duì)氮磷元素的處理過程通常僅限于污泥層的吸收攔截作用，污水中的氮磷元素可保留，出水可用于農(nóng)業(yè)灌溉，補(bǔ)充農(nóng)作物生長所需，適用于村鎮(zhèn)的污水處理方法。

厭氧生物處理產(chǎn)沼氣。現(xiàn)階段，關(guān)于溫度對(duì)沼氣的研究，我國科學(xué)家積極開展厭氧生物處理產(chǎn)沼氣的研究UASB現(xiàn)有研究表明，當(dāng)溫度分別為15時(shí)，反應(yīng)器產(chǎn)生甲烷效能的影響℃.20℃.25℃.35℃時(shí)間，每除去一千克COD，甲烷的產(chǎn)量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分別為2699L.256L.201L.169L。進(jìn)水時(shí)溫度下降COD和可溶性COD去除率明顯下降。

3.低溫厭氧生物處理技術(shù)原理

厭氧生物處理是利用這種微生物分解生活污水中的有機(jī)物，產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程，在厭氧條件下，形成厭氧微生物所需的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件。

水解階段可分為四個(gè)階段：高分子有機(jī)物厭氧降解過程：.階段發(fā)酵(或酸化).生產(chǎn)乙酸階段和生產(chǎn)甲烷階段。

(1)水解階段。

將復(fù)雜的非溶解性聚合物定義為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。

(2)發(fā)酵(或酸化)階段。

在這個(gè)過程中，溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)性脂肪酸的末端產(chǎn)物，因此發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物不僅是電子受體，也是電子供體的生物降解過程。

(3)乙酸產(chǎn)階段。

上一階段的產(chǎn)物在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸.氫氣.新的細(xì)胞物質(zhì)碳酸。

(4)甲烷階段。

乙酸是這個(gè)階段.氫氣.碳酸.轉(zhuǎn)化為甲烷的甲酸和甲醇.新細(xì)胞物質(zhì)的二氧化碳。

4.應(yīng)用生活污水低溫厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物膜工藝是低溫厭氧生物處理技術(shù)的重要組成部分，本次試驗(yàn)以厭氧生物膜工藝為10℃對(duì)于生活污水中低溫厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用，以冬季城鎮(zhèn)生活污水處理的應(yīng)用為例。

能耗小，低溫厭氧生物處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。.造價(jià)低.可以回收利用.占地面積小.低溫厭氧生物處理技術(shù)在我國生活污水處理中已經(jīng)投入使用，并取得了一定的應(yīng)用成果，因此需要對(duì)生活污水的低溫厭氧生物處理技術(shù)進(jìn)行分析和應(yīng)用。

1.低溫厭氧生物處理生活污水技術(shù)研究進(jìn)展

1.1.厭氧污泥層層反應(yīng)器(UASB)

UASB在生活污水溫度低至100之間，生物反應(yīng)器取消了污泥回流和攪拌，能耗低℃左右時(shí)，UASB水力停留時(shí)間約為16小時(shí)厭氧生物反應(yīng)器，適用于處理COD2.有機(jī)有機(jī)物污泥濃度范圍~10kg/(kg?d)生活污水，生活污水COD49%可以達(dá)到有機(jī)物去除率~低溫條件下89%；UASB需要設(shè)置攪拌器或氣體回流，產(chǎn)期效率低，反應(yīng)器內(nèi)混合限制大。

1.2.顆粒污泥床膨脹(EGSB)反應(yīng)器

有兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)：厭氧流化床和升流式厭氧污泥反應(yīng)器EGSB反應(yīng)器適用于低濃度生活污水的低溫處理，通過膨脹顆粒污泥創(chuàng)作來提高微厭氧生物的反應(yīng)效率。研究發(fā)現(xiàn)，生活污水的溫度低至11℃當(dāng)水力停留時(shí)間達(dá)到5時(shí)，適當(dāng)增加生活污水的停留時(shí)間，可以提高反應(yīng)器的有機(jī)物去除率~7小時(shí)時(shí)，COD可達(dá)到75%的有機(jī)物去除率。

1.3厭氧折流板(ABR)反應(yīng)器

厭氧折流板反應(yīng)器低溫生活污水處理效果較為穩(wěn)定，容積利用率較高，不易產(chǎn)生堵塞和污泥膨脹，污泥流失率較低。通常厭氧折流板反應(yīng)器的水力停留時(shí)間在10小時(shí)左右，適當(dāng)降低反應(yīng)器的進(jìn)水濃度和進(jìn)水流量，增加反應(yīng)器的接觸反應(yīng)，有助于提高反應(yīng)的處理效果。

2.產(chǎn)物和資源化利用研究現(xiàn)階段生活污水厭氧生物處理

厭氧處理出水的資源化利用。厭氧過程中，需要消耗的能量較少，能實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，因此其在污水處理中的應(yīng)用較為廣泛，常與其他污水處理技術(shù)設(shè)備聯(lián)合運(yùn)用，在此過程中，厭氧微生物處理是污水的一級(jí)處理。由于厭氧反應(yīng)器對(duì)氮磷元素的處理過程通常僅限于污泥層的吸收攔截作用，污水中的氮磷元素可保留，出水可用于農(nóng)業(yè)灌溉，補(bǔ)充農(nóng)作物生長所需，適用于村鎮(zhèn)的污水處理方法。

厭氧生物處理產(chǎn)沼氣。現(xiàn)階段，關(guān)于溫度對(duì)沼氣的研究，我國科學(xué)家積極開展厭氧生物處理產(chǎn)沼氣的研究UASB現(xiàn)有研究表明，當(dāng)溫度分別為15時(shí)，反應(yīng)器產(chǎn)生甲烷效能的影響℃.20℃.25℃.35℃時(shí)間，每除去一千克COD，甲烷的產(chǎn)量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分別為2699L.256L.201L.169L。進(jìn)水時(shí)溫度下降COD和可溶性COD去除率明顯下降。

3.低溫厭氧生物處理技術(shù)原理

厭氧生物處理是利用這種微生物分解生活污水中的有機(jī)物，產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程，在厭氧條件下，形成厭氧微生物所需的營養(yǎng)條件和環(huán)境條件。

水解階段可分為四個(gè)階段：高分子有機(jī)物厭氧降解過程：.階段發(fā)酵(或酸化).生產(chǎn)乙酸階段和生產(chǎn)甲烷階段。

(1)水解階段。

將復(fù)雜的非溶解性聚合物定義為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。

(2)發(fā)酵(或酸化)階段。

在這個(gè)過程中，溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)性脂肪酸的末端產(chǎn)物，因此發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物不僅是電子受體，也是電子供體的生物降解過程。

(3)乙酸產(chǎn)階段。

上一階段的產(chǎn)物在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸.氫氣.新的細(xì)胞物質(zhì)碳酸。

(4)甲烷階段。

乙酸是這個(gè)階段.氫氣.碳酸.轉(zhuǎn)化為甲烷的甲酸和甲醇.新細(xì)胞物質(zhì)的二氧化碳。

4.應(yīng)用生活污水低溫厭氧生物處理技術(shù)

厭氧生物膜工藝是低溫厭氧生物處理技術(shù)的重要組成部分，本次試驗(yàn)以厭氧生物膜工藝為10℃對(duì)于生活污水中低溫厭氧生物處理技術(shù)的應(yīng)用，以冬季城鎮(zhèn)生活污水處理的應(yīng)用為例。