UASB处理极低浓度生活污水研究_郭晓磊

收稿日期:2001_11_23＊基金项目:广东省自然科学基金资助项目(970532);广东省科技厅科技攻关计划资助项目(2KMO65O1S)作者简介:郭晓磊(1971-),男,硕士,主要从事废水处理工程技术研究.文章编号:1000_565X(2002)03_0066_06UASB处理极低浓度生活污水研究＊郭晓磊胡勇有(华南理工大学环境科学与工程系,广东广州510640)摘要:文中研究了极低浓度下UASB反应器处理生活污水的可行性.在停留时间tHR为5.33h时,反应器的CODcr去除率为57.21%,BOD5去除率为69.32%,产气率为0.087m3·m-3·d-1;出水中悬浮物(SS)和挥发性脂肪酸(VFA)很小;反应器内已形成一定数量的颗粒污泥,有w=38.9%的污泥粒径大于0.22mm,污泥沉降性能良好,污泥指数(ISV)为26.5mL·g-1.反应器对冲击负荷有一定抵抗能力,短时间的浓度冲击和pH值降低均不会对反应器产生危害.关键词:极低浓度;生活污水;升流式厌氧污泥床中图分类号:X703.1文献标识码:A升流式厌氧污泥床(UASB)自70年代发明以来,由于其良好的处理效果,一直成为国内外研究的热点[1～5],并已广泛应用于各类废水的处理,特别是高浓度有机废水的处理中.UASB在90年代开始应用于处理生活污水[2,6],并已在巴西、墨西哥、哥伦比亚等热带亚热带国家建设了多座以UASB为主体的城市污水处理厂,运行效果良好[7～10].在我国UASB处理生活污水虽有研究报道但尚无应用实例,对广州等南方城市的城镇极低浓度(CODcr、BOD5含量常年在100mg/L左右)生活污水的UASB法处理研究尚未见报道.在本实验中我们利用人工合成污水,研究了极低浓度生活污水采用UASB处理的可行性以及反应器的运行特点.1实验装置与分析方法实验采用自行设计的UASB反应器,反应区的有效容积为3.85L,沉淀区的有效容积为1.18L,反应器总体积为5.03L.实验系统室温运行,不设加热装置,实验装置如图1所示.参照文献[6,11],实验采用人工配水,CODcr为168mg·L-1,BOD5为118mg·L-1,pH值为7.0,成分比例见表1.图1实验装置图Fig.1Schematicdiagramoftheexperimentalsystem表1人工合成污水的营养组分Table1Syntheticsewagecomposition营养成分ρ/(mg·L-1)营养成分ρ/(mg·L-1)氯化钙30钼酸铵0.05硫酸镁25氯化铜0.03氯化镍0.05亚硒酸钠0.1氯化锰1.1碳酸氢钠200氯化钴0.6氯化铵15氯化锌0.05磷酸二氢钾4硼酸0.05硫化钠10三氯化铝0.09无水葡萄糖150三氯化铁4.0酵母浸膏50华南理工大学学报(自然科学版)第30卷第3期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.30No.32002年3月(NaturalScienceEdition)March2002CODcr采用COD测定法测定[12];BOD5采用直接稀释法测定[12];悬浮物(SS)采用滤纸法测定[12];污泥指数(ISV)采用滤纸法测定[12];挥发性脂肪酸(VFA)总量采用滴定法测定[13];颗粒污泥粒径分布采用湿筛法测定[14];挥发性脂肪酸组分采用气相色谱法测定[14];颗粒污泥的微生物观察根据文献报道的方法进行[14].2结果与讨论2.1反应器的启动接种污泥取自广州大坦沙污水厂污泥浓缩池的好氧污泥,在实验室经过厌氧消化后,作为UASB反应器的种泥.种泥的性质如下:污泥指数ISV=42mL·g-1,总固体悬浮物的质量浓度ρ(SS)=23.47g·L-1,比甲烷活性(SMA)为0.043kg·d-1(以每公斤VSS处理CODcr记).反应器中厌氧污泥接种量为2.5L,污泥质量浓度ρ(VSS)=4.33g·L-1.由于实验中使用的人工配水浓度低,实验中采用逐步加大水力负荷的办法以提高有机负荷.启动初期的水力停留时间tHR=10.22h,容积负荷为0.394kg·m-3·d-1(以CODcr记).启动时的气温为18℃,水温为14.9℃.当CODcr去除率达到较为稳定时即可加大水力负荷,最终停留时间达5.33h.2.2反应器的运行由于反应器启动正值冬季,整个运行周期跨越了冬、春两季,温度的变化较大,故实验分为正常运行和负荷冲击两个阶段进行.在正常运行阶段,人工合成污水的碱度在190～230mg·L-1之间,反应器出水的碱度要高于进水,在200～290mg·L-1之间变动;除温度骤然下降时出水的pH值在6.4以下外,其他时候反应器出水的pH值均在6.4以上.运行初期,反应器的CODcr去除率为24.39