低温厌氧生物处理生活污水研究进展_任振杰

厌氧生物处理与好氧生物处理相比，具有造价低、占地小、能耗小、设备清理周期长、能回收能源等优点，是一种环保型、可持续的污水处理方式。目前国内厌氧生物处理技术在高含量有机废水处理方面已经投入使用，但在低含量废水特别是生活污水处理方面还处于科研阶段。生活污水属于复杂水，温度相对低（对于我国大部分地区的冬季），有机物含量低，厌氧生物处理难以达到很好的效果。而高效厌氧反应器的开发以及颗粒污泥的引入，使得生活污水的厌氧处理成为可能。近年来，国内外许多专家已经对低温条件下厌氧生物处理生活污水进行了大量研究，结果表明，低温条件下（10～25℃）厌氧反应处理生活污水可以达到很好的效果[1-2]。1厌氧生物处理特征与好氧生物处理相比较，厌氧生物处理的主要特征有[3-4]：(1)能量需求大大降低，还可产生能量。去除1kg的COD，好氧生物处理大约需消耗0.5～1.0kWh电能，而厌氧生物处理大约能产生3.5kWh电能。(2)污泥产量极低。因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多，去除1kg的COD，好氧生物处理的产生约250～600g的VSS；而厌氧生物处理仅产生180～200g的VSS。(3)对温度、pH等环境因素更为敏感。如温度降至10℃以下，厌氧微生物的活动能力将非常低下。而好氧微生物对温度的适应能力较强，在5℃以上的温度条件下均能较好地发挥作用。甲烷菌的最适pH范围也较好氧菌为小。(4)出水有机物含量一般高于好氧处理。(5)厌氧微生物可对好氧微生物所不能降解的一些有机物进行降解（或部分降解）。(6)处理过程的反应较复杂，控制难度大。(7)有一定的危险性。2生活污水厌氧生物处理影响因素厌氧生物处理对环境的要求比较严格。主要影响因素有温度、pH、氧化还原电位、营养、食料与微生物的比、有毒物质、搅拌等[5]。这些因素在以往实践中都做了很深入的研究，这里针对生活污水相对低温、低含量的特性重点介绍一下温度和有机物含量对生活污水厌氧处理的影响。2.1温度温度是影响微生物生命活动最重要因素之一，其对厌氧微生物的影响尤为显著，这是因为温度直接影响厌氧微生物细胞内某些酶的活性，从而影响微生物生化反应的速率。另外温度还可能影响剩余污泥的成分与性状。厌氧废水处理可分为低温（5～20℃）、中温（20低温厌氧生物处理生活污水研究进展任振杰1，陈志莉1，王文标1，欧阳琳1，王靖喻1，肖晓1，张万图2（1.后勤工程学院营房管理与环境工程系，重庆401311；2.成都军区建筑设计院，四川成都610015）摘要：国内外研究表明，低温条件下（10～25℃），厌氧生物处理生活污水可以达到较好的效果。归纳了厌氧生物处理的特征与影响因素，介绍了低温和低含量对厌氧生物处理的影响；总结了国内外主要厌氧反应器的研究现状，最后指出一体化2相厌氧反应器具有更加良好的特性，是一项很有吸引力的生活污水处理技术。关键词：低温；生活污水；厌氧生物处理；一体化2相厌氧反应器中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2011)10-0004-004收稿日期：2011-03-07基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008zx07315-001-6-2）；重庆市科技攻关计划项目（CSTC2007AB7032）；2009年军队科研计划项目“基于可再生能源利用污水处理系统研究”作者简介：任振杰（1986－），男，研究生，从事水污染治理技术研究；E-mail：renzhenjie123@163.com联系作者：陈志莉，教授；E-mail：Chenzhili518@163.com第37卷第10期2011年10月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.37No.10Oct.,20114DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2011.10.003～42℃）和高温（42～75℃）3类，3类不同温度运行区间的厌氧反应器内有着不同类型的微生物。研究表明，高温消化的反应速率约为中温消化的1.5～1.9倍，产气率也高，但气体中甲烷分数却较中温消化低，中温要比低温的消化速率要高[6]。但在工程实践中，当然还应考虑经济因素，采用高温消化需要消耗较多的能量，还产生臭味，当处理废水量很大时，往往不宜采用。比较适宜的温度约为35℃，即中温消化，据报道，消化污泥活性在中温35℃最高[5]。在能源日益紧缺的情况下要求我们尽量采用低温消化，即5～20℃。在低温条件下，污水的粘度变大使得污泥和水的接触程度会降低，产甲烷菌的活性也有所下降，产酸菌与产甲烷菌将失去代谢平衡，从而降低了厌氧处理的效果。另外，保持温度的恒定也至关重要，波动范围一般1d不宜超过2℃。据研究，当有3℃的变化时，就会抑制消化速度；有5℃的急剧变化时，就会突然停止产气，使有机酸大量积累而破