污水复合式厌氧水解酸化预处理试验研究

第34卷第1期2008年1月北京工业大学学报JOURNALoFBEIJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYV01．34No．1Jan．2008污水复合式厌氧水解酸化预处理试验研究彭永臻，王建龙，王淑莹，高永青(北京工业大学环境与能源工程学院，北京100022)摘要：针对现有污水水解酸化预处理工艺运行效率低等问题，提出了一种复合式污水水解酸化处理工艺．自下至上依次经过悬浮污泥区、泥水分离区、生物膜强化出水区．通过处理配制啤酒废水试验表明，进水p(COD)在0．6～1．0g／L时，p(COD)去除率大于50％．p(SS)去除率大于70％，p(BODs)／p(COD)升高0．25．试验还研究了悬浮污泥段污泥浓度、水力停留时间、进水有机物负荷对水解酸化效果的影响以及污泥减量化特性．该工艺耐有机负荷冲击能力强、对有机物去除率高、剩余污泥产量小、水解酸化效率高、占地面积小、便于一体化施工管理．关键词：水解酸化；厌氧；污水预处理；复合生物反应器中图分类号：x703．1文献标识码：A文章编号：0254—0037(2008)01—0080—05水解酸化作为污水生物预处理技术在国内外已有大量研究和应用It-3】．普遍认为，水解酸化作用是利用产酸性厌氧、兼性细菌将污水中大分子有机物分解成小分子有机物，将不溶性有机物水解成可溶性物质，从而提高污水的可生化性，以利于后续生物处理【4-7]．因此，此工艺目前多用于难生物降解有机废水的预处理．经过多年研究与开发，水解酸化工艺作为生物预处理工序或好氧一厌氧联合生化处理工艺中的前处理工序，已日益成熟并受到广泛关注．目前，应用较广泛的水解酸化处理技术有厌氧流化床反应器、固定生物膜法厌氧反应器和UASB活性污泥法厌氧反应器等[s-lo】．考虑到我国作为发展中国家的国情、污染的现状以及污水厌氧处理技术具有成本低、产泥量少、便于管理等诸多优点，针对现有污水水解酸化处理工艺实际运行中存在的问题，设计了一种活性污泥法和生物膜法相结合的一体化复合式污水水解酸化预处理工艺，其构造简单、无需三相分离器、制造成本低．试验结果表明，其耐负荷冲击能力强并具有较高水解酸化效率．该技术的应用将大大降低城市污水和工业废水处理工程的投资和运行费用，具有较高的应用价值．1试验材料和方法1．1试验设备本试验装置为有机玻璃制成，总有效容积21L，污水自下至上依次经过悬浮污泥区、泥水分离区、生物膜强化出水区．悬浮污泥区设有污泥循环装置。从而使污泥处于悬浮状态，保证污泥与污水的充分接触，中间设有排泥口，泥水分离区通过改变管径从而改变上升流速，实现泥水分离，沉淀污泥通过循环装置与进水混合，上清液进入强化出水区，在强化出水区内填充瑞琪生物填料，上部出水采用溢流堰式，集水槽底部设有出水口．反应器如图1所示．，一_出水口。R俳泥口图1实验装置Fig．1Experimentreactor收稿日期：2007—01．04．基金项目：“十一五”科技支撑计划项目(2006BACl9803)；北京市属市管高等学校人才强教“创新团队”项目(05005013200504)；高等学校博士学科点专项科研基金(00600050002)．作者简介：彭永臻(1949一)。男，黑龙江哈尔滨人，教授，博士生导师．万方数据第1期彭永臻等：污水复合式厌氧水解酸化预处理试验研究811．2污水水质及检测方法试验以北京某学校家属区的生活污水作为基质，投加啤酒配制试验用水，通过计量泵控制进水流量．试验期间室内温度为23～25℃，进水pH为7．31—7．54．生活污水和试验用水的主要水质参数及测定方法见表1．表1污水水质及检测方法Table1Mainparametersofwastewaterandanalyticalmethodsmg·L一11．3工艺特点该反应器独特之处在于将活性污泥耐负荷冲击能力高和生物膜微生物停留时间长的特点结合起来．污水首先进入悬浮污泥区，该区设有循环装置使污泥处于悬浮状态，从而使污水与污泥充分接触，主要通过吸附作用去除颗粒性物质和胶体物质，同时水解产酸菌将污水中难降解的大分子有机物转化为小分子有机物；在泥水分离区实现泥水分离，沉降污泥通过循环装置在反应器底部与进水充分混合，从而保证反应器较高的水解酸化效率，防止污泥进入生物膜区堵塞生物膜；上清液进入生物膜强化区，由于水解酸化细菌生长缓慢，生物膜系统易于水解酸化菌的生长，该段对胶体物质和可溶性大分子有机物继续进行降解，将其转化为易生物降解的小分子有机物，同时对泥水分离区出水中的悬浮物起拦截作用，可使出水中p(ss)降至30mg／L以下．2试验结果与讨论2．1系统启动系统启动包括2个阶段：第1阶段为生物膜培养阶段，此阶段在高负荷条件下运行，进水流量为10L／h，运行21d．生物膜培养初期采用微曝气方式使接种污泥与填料