UASB_MBBR组合工艺处理城市污水减量剩余污泥的试验研究_王怡

活性污泥法处理污水目前在世界各地广泛应用，但是此过程会产生大量的剩余污泥，据估计每人每天可能产生50g的干污泥[1-2]。由于用于堆放、弃置、填埋污泥的资源越来越少，污泥的处置成为一个棘手的问题。因此，在污水处理工艺的选择中，如何从源头减少剩余污泥显得非常重要。废水生物处理过程中，生物量的变化是微生物同化合成和异化分解两种过程的综合作用。厌氧菌世代周期长，产率系数低，在降解有机物的过程中，仅有少量有机物被同化为细胞物质。生物膜法中的生物膜具有较长的食物链，各环节均存在能量损失，因此合成生物体的能量减少。将厌氧与生物膜法结合起来处理城市污水，理论上可以减少剩余污泥的产量。上流式厌氧污泥床（UASB）反应器作为高效厌氧生物处理工艺的典型代表，近年来开始较多地应用于处理生活污水和城市污水[3-5]。作为一种革新型生物膜反应器，紊动床生物膜反应器（Movingbedbiofilmreactor，MBBR）除了运行稳定外，在相同操作条件下污泥产率明显低于活性污泥法[6]。本研究以西安市邓家村污水处理厂实际废水为对象，采用UASB作为厌氧处理工艺，选用MBBR反应器作为后处理好氧单元，以期在污水处理的同时实现整个系统的污泥减量化。1材料与方法1.1试验装置与操作条件组合装置示意于图1，整个试验系统由UASB、MBBR及沉淀池三部分组成，材料均为有机玻璃。UASB反应器底面为5cm×5cm、高90cm的四棱柱，反应区容积为2.25L，反应区温度控制在（24±4）℃；沉淀区容积为1.29L，顶部设有三相分离器。MBBR反应UASB+MBBR组合工艺处理城市污水减量剩余污泥的试验研究王怡，张引中，彭党聪（西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055）摘要：以西安市邓家村污水处理厂污水为进水，研究了上流式厌氧污泥床反应器（UASB）与紊动床生物膜反应器（MBBR）组合工艺在常温条件下处理城市污水的运行效果及其在污泥减量化方面的优势。连续4个多月的运行结果表明，当UASB和MBBR水力停留时间分别为7.7h和10.3h时，组合工艺对TCOD和SS的平均去除率分别达到77.8%和92.5%，出水平均值分别为75.7mg·L-1和17.3mg·L-1；对氨氮的去除率平均达到98.7%，最终出水氨氮质量浓度小于1mg·L-1，均可达到二级排放要求。另一方面，组合工艺污泥的表观产率为0.32kgVSS·kgCOD-1，与常规活性污泥法相比剩余污泥减量可达20%～40%。关键词：组合工艺；UASB反应器；MBBR反应器；城市污水；污泥减量中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-3770(2009)09-069-04收稿日期：2008-12-01基金项目：陕西省教育厅专项基金（07JK293）；教育部“长江学者与创新团队发展计划”创新团队（IRT0853）作者简介：王怡（1971－），女，博士，副教授，研究方向为水污染控制的理论和技术联系电话：15809285181；E-mail：wangyi1003@sina.com图1UASB+MBBR组合装置Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup�������������UASB���MBBR���������第35卷第9期2009年9月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.9Sep.,200969DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2009.09.021器为内径14cm、有效容积为3L的圆柱，填料采用内部有十字支撑面的圆柱悬浮填料，直径10mm，高7mm，材质为聚丙烯，密度为0.9785g·cm-3，比表面积为500m2·m-3，试验的填充率为50%，沉淀池容积为2L。试验采用连续流运行方式，流量为7L·d-1，因此UASB和MBBR的HRT分别是7.7h和10.3h。沉淀池中的污泥定期回流至UASB反应器，整个系统的排泥通过UASB定期排放。UASB反应区的污泥质量浓度控制在（20±2）gSS·L-1。1.2接种污泥UASB反应器接种污泥取自西安市邓家村污水处理厂厌氧消化池，接种量为40g，VSS与SS的质量比为0.6，污泥容积指数SVI为33mL·g-1。MBBR反应器接种污泥取自西安市邓家村A2/O曝气池。1.3试验水质试验污水为西安市邓家村污水处理厂的细格栅出水，具体水质指标如表1所示。1.4测定项目及方法SS、MLSS、MLVSS均采用重量法；pH：玻璃电极法；COD：重铬酸钾法；TKN：硫酸消解-纳氏试剂分光光度法；TP：过硫酸钾消解－钼锑抗分光光度法；NH4+-N：纳氏试剂分光光度法；PO43--P：钼锑抗分光光度法。以上各项目均按标准方法测定[7]。厌氧污泥的产甲烷活性及