向上流厌氧污泥床反应器处理城市污水的研究应用现状及发展前景_李彦春

向上流厌氧污泥床反应器处理城市污水的研究应用现状及发展前景李彦春中国市政工程西南设计院研究设计所—、月叮后厌氧技术处理污水已有一个多世纪的历史,但是它一直被用来处理有机污泥等有机固体及高浓度废水,在污水处理领域发展相当缓慢,尤其在低浓度城市污水处理方面,过去无法与好氧技术抗衡,这与厌氧生物过程固有的特点所造成的。一方面,厌氧菌增殖速率低,并对水环境条件要求苛刻;另一方面,厌氧反映器类型丝一,装置设计不够先进,固体停留时间(SRT)不能达到很高,从而污泥浓度无法提到较大的水平,使厌氧处理技术的缺陷更为明显,无论处理效果上,还是经济上都处于不利地位。随着对厌氧处理污水技术的研究深入,新工艺、新技术、新设备的不断涌现,已开始把该技术应用于低浓度的城市污水处理领域。厌氧处理城市污水与过去处理高浓度废水相比有四个不同之处,一是污水浓度低,二是水力停留时间短,三是有机容积负荷小,四是常温甚至低温条件下运行,一般温度10~25oC。近二、三十年来,世界各国厌氧研究者根据厌氧微生物处理污水的特点,相继开发了一代又一代的新型高效反应器,从而使厌氧处理城市污水不再是设想,而是变为可能与现实。这些新型装置一般具备两个特点,一是延长了固体停留时间(SRT),使装置中的污泥浓度得以提高,处理效率也随之增大,二是缩短了(HRT),构筑物容积减小,增强了厌氧与好氧处理在经济上的竟争能力。根据目前高效反应器的开发情况,本文着重讨论UASB反应器处理城市污水的研究应用现状及发展趋势。二、UASB装置的设计向上流厌氧污泥床自Letitnga提出以来,得到广泛的应用。其特点是污水由下至上穿过一层产甲烷活性高,浓度高且呈颗粒或絮状的污泥,在装置顶部通过三相分离使气体、固体、液体彼此分开,气体进入气贮或排入大气,固体返回到装置内,而液体经过水封排出。UASB设计成功与否直接影响到出水水质,因此UASB结构设计是关键的问题,依据Letinga等人的设计经验,本文给以综述。(一)负荷设计在颗粒污泥和絮状污泥反应器中,采用的负荷与废水和废水中不溶COD所占比例大小有关,见表1。温度高低直接影响着负荷的设计值,在不同温度下,反应器容积负荷的设计值见表2。表1UASB负荷设计(温度30℃)表3高度与HRT设计关系设计负荷率(kgCOD/二3.d)HRT(hr)颗粒污泥絮状污泥UASB去除552.4一3一主竺i些矍口去除很少553.2一42一48一122一44一5大于2000型一…~兰11上二{竺…2一48一142一44.8一62一42一45.6一710一303一512一183一5}……l}…{6.4一82000一600030一60d一612一242一660一1004一82一610一304一615一204一6表4温度与HR下设计关系,6000一900030一605一715一243一79000一18000HRT(hr)6一83一85一815一244一6增倍(Tss>6一89/l)3一76一1922一26>263一7*指进水浓度为中等或高浓度废水。·UASB设计负荷为米知。当55>60拓时,要得到很高的负荷,最好采用初沉池或水解池结合一起。表2温度与负荷设计关系朴温度(拓)15有机容积负荷率(kgCOD/m3·d)的废水一一含有少子5万}沓有加二而嘴-表5UASB布水系统设计55一COD井关的废水2一31.5一255一COD的废水去除55效果好污泥性能4一62一3去除55效果好6一103一6去除55效果满意密实絮状况>4Okg干泥/m“。.5一1}<11一2}1一“10一156一9去除55效果一般2一3一一_l一--一`-一>215一209一14去除55效呆偏差中等厚度絮状泥(20一4Okg干泥/m3)1一2>1一218一14去除55效果差2一520一27>3*指在颗粒污泥床内,水力负荷不受限制时。**指55一COD可沉淀去除.颗粒夕伽一-些竺_一__里望一__>2一>420(二)高度与HRT值设计当不限制有机负荷大小并且最大允许平均液体表面负荷1一l.25m/hr时,不同高度的UASB可设计的HRT如表3。当用4m高的UASB处理生活废水时,不同温度范围,没计HRT值如表4。三、UASB的设计发展(三)布水系统设计UASB反应器的布水系统性能较好或差,决定着整个装置的运行稳定与否,及处理效率高低,有关布水系统设计参数见表5。UASB的设计应向小型发展,废水量较大的地方,最佳分散用小规模UASB处理。世界各国如印度尼西亚、巴西等已采用这种型式进行处理生活污水。这种小规模处理,具有如下优点:1、分成若干小型构筑物后,接种污泥量可以减少。2、污水厂初次启动较容易。3、清洗或修理消化池工作相对容易得多。(四)UASB容积设计容积设计主要依靠下列儿个因素:l、最大日COD负荷2、允许的液体表