UASB常温预处理市政污水的试验研究_王怡

第40卷第3期2008年6月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J.Xi′anUniv.ofArch.&Tech.(NaturalScienceEdition)Vol.40No.3Jun.2008UASB常温预处理市政污水的试验研究王怡1,2,张引中1,彭党聪1(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西西安710055;2.西部建筑科技国家重点实验室(筹),陕西西安710055)摘要:试验研究了在常温条件下采用UASB反应器预处理实际市政污水的效果.连续运行6个月的试验结果表明:在温度20℃左右,反应区水力停留6.4h、沉淀区水力停留5.0h时,UASB反应器中厌氧水解微生物对氮磷的利用所占份额极少,有机氮磷水解为无机的氨氮和正磷酸盐是主要过程.另一方面,在进水SS浓度波动较大,平均浓度为283mg/L条件下,UASB反应器对SS平均去除率大于84%.去除的SS中48%发生水解转化为SCOD,因此使污水SCOD:TCOD平均比值由进水0.30提高到0.71,有利于后续的脱氮除磷过程.关键词:常温条件;UASB反应器;预处理;市政污水中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-7930(2008)03-0393-05.＊在城市污水及类似工业废水的生物除磷脱氮处理(BNR)中,除磷和脱氮过程均需要快速可生物降解有机物作为电子供体.大量研究结果和实践经验表明:采用厌氧-好氧聚磷所需的C/P比必须在15以上;而反硝化所需的C/N比必须在5以上.因此,城市污水同时脱氮除磷过程中,碳源成为操作过程成功与否的关键因素.在城市污水中,溶解性碳源(SCOD)所占比例普遍较低,为了提高可供微生物利用的溶解碳源,最常用的方法就是投加甲醇、乙醇等直接碳源或水解初沉污泥产生易降解的可溶碳源[1].投加直接碳源的最大缺点是运行费用高,因此在实际污水处理厂应用不多.初沉污泥水解发酵的前提条件是,污水中的悬浮物必须首先从液相中分离出来,然后才能通过水解获得碳源,这可能增加污水厂的投资费用.因此,McCue等认为预处理污水提高溶解碳源浓度为一种直接促进脱氮除磷的方法[1].UASB反应器作为一种高效厌氧生物处理工艺,从20世纪80年代开发以来主要集中在高浓度有机废水的处理方面.随着环境和能源问题的紧迫,近年来大量的研究集中在UASB反应器在常温甚至低温条件下对低强度污水(市政污水或生活污水)的处理上[2-5],研究表明,在HRT为6～10h,容积负荷不超过3.0kgCOD·m-3·d-1的室温条件下,UASB反应器对COD去除效率一般在65%～80%,尚需要提供后处理方可满足排放要求[6-7].另一方面,为了浓缩和消化好氧污泥,UASB反应器也用于污泥减量以及提高污水溶解性碳源浓度的研究中[8].本研究以UASB反应器作为单纯的厌氧水解工艺,研究UASB水解反应器预处理市政污水的效率,讨论UASB水解反应器替代市政污水处理过程中的一级处理的可行性.1材料与方法1.1试验装置试验装置如图1所示,反应器采用有机玻璃加工而成.反应区为边长5cm、高90cm,有效容积为1.875L的四棱柱;沉淀区由边长10cm、高10cm的四棱柱和下底边长5cm、上底边长10cm、高5cm的四棱台组成,总有效容积1.47L.反应区沿柱高设置5个取样口.为了提高沉淀效率,出水区设置45°的沉淀板.采用蠕动泵连续进水,采用重力流连续出水.＊收稿日期:2007-11-20修改稿日期:2008-04-22基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478047);陕西省自然科学基金资助项目(2006E211)作者简介:王怡(1971-),女,陕西蓝田人,博士,副教授,主要从事水污染控制的理论和技术研究工作.DOI:10.15986/j.1006-7930.2008.03.003图1试验装置图Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup1.2试验水质试验采用西安市邓家村污水处理厂细格栅出水为进水,具体水质指标见表1.表1试验污水水质Table1CharacteristicsofwastewaterontestParameterMaximumMinimumAverageTCOD/mg·L-1662113341SCOD/mg·L-127832113NH4+-N/mg·L-178.130.652.1TKN/mg·L-1113.962.383.7TP/mg·L-111.55.58.9SS/mg·L-1574102283pH8.57.78.11.3测定项目及方法SS、MLSS、MLVSS均采用重量法;COD采用重铬酸钾法;TKN采用硫酸消解-纳氏试剂分光光度法、TP采用过硫酸钾消解-钼镍抗分光光度法蒸馏光度法,NH4+-N采用纳氏试剂分光光度法,PO43--P