水解与颗粒污泥膨胀床串联工艺处理城市污水_王凯军

水解与颗粒污泥膨胀床串联工艺处理城市污水王凯军(北京市环境保护科学研究院)LastA.R.M.VanderG.Lettinga(荷兰Wageningen农业大学环境技术系)摘要提出了常温下水解(HUSB)和颗粒污泥(EGSB)反应器串联处理城市生活污水的新工艺以提高悬浮性和溶解性COD的去除率。在T>15℃和T=12℃条件下,工艺可分别达到70%总COD、85%SS的去除率和60%总COD、77%SS的去除率。HUSB反应器的水力停留时间是3h,用于预处理去除SS和提高出水COD的溶解性和可生化性,其SS、悬浮性COD的去除率分别为86%和66%,并超过50%的污泥水解率。在T=8～12℃时,EGSB反应器的水力停留时间是2h,可获得60%总COD去除率和23～70L/m3污水的沼气产量。关键词废水处理生活污水厌氧处理水解水解升流污泥床颗粒污泥膨胀床笔者与他人在厌氧(水解)处理低浓度污水的研究中发现水解反应器(HUSB)在短的停留时间(HRT=2.5h)和相对高的水力负荷[>1.5m3/(m2·h)]下获得高的SS去除率(实验室和生产性试验中分别取得平均90%和85%的SS去除率),并可改善原污水的可生化性和溶解性,以利于好氧后处理工艺[1、2]。但是,其COD去除率仅有40%～50%,溶解性COD的去除率更低,事实上仅能够起到预酸化作用。与此同时,在荷兰Wageningen农业大学进行的传统UASB和EGSB反应器、特别是EGSB的研究发现其可有效地去除溶解性COD组分,但对于悬浮性COD的去除很差[3]。上述研究表明,两种各自开发的处理工艺的优点和缺点是互补的。因此,联合进行了HUSB+EGSB串联工艺处理城市污水的合作研究(见图1)。图1HUSB+EGSB串联工艺1材料和方法1.1反应器、接种物和启动HUSB反应器(200L)直接运行在满水力负荷下,即HRT=3.0h和v=1.0m/h的上升流速下。EGSB反应器(120L)在两个月后启动,采用出水回流保持高的上升流速。试验采用Benneom村的合流制生活污水在常温下进行。HUSB接种Renkum污水处理厂消化污泥,EGSB接种颗粒污泥取自面·19·中国给水排水1999Vol.15CHINAWATER&WASTEWATERNo.8粉加工厂UASB装置,最大甲烷菌比活性分别为0.14和0.21kgCH4-COD/(kgVSS·d)(30℃)。间歇回流试验设备包括一个内径53mm、高度为600mm(总体积为1.25L)反应柱和一个工作容积为5L的容器(图1b)[4]。从连续运行的EGSB反应器内取出1L的颗粒污泥放入反应柱内,在试验完毕后颗粒污泥放回EGSB反应器。1.2取样和分析方法化学分析取24h混合样(保存在4℃冰箱内)。SS、BOD5、凯氏氮和总磷采用原污水样,VFA、NH3-N、NO2--N、NO3--N、PO43--P的测定采用滤纸(孔径4.4μm)过滤样,污泥浓度和上述分析采用标准方法[5]。COD采用微量测定方法[6],CODt、CODm和CODf分别代表总COD、0.45μm和4.4μm滤纸过滤的COD,胶体CODc和悬浮CODs分别被定义为CODf与CODm之差、CODt和CODf之差。2HUSB反应器的运转结果2.1运转结果水解反应器在整个试验期间的水力停留时间为3.0h,总COD去除率在30%～50%之间变化。悬浮性和胶体性COD的平均去除率分别达60%和20%,不出所料在反应器内基本没有溶解性COD的去除率。虽然进水浓度和温度变化很大,但反应器的运行相当稳定,很明显可适应进水的波动,因此它可减少冲击负荷,这一特点对于后处理肯定有益。按进水浓度和温度变化,运转结果可分为几组数据(表1)。在低温条件下(T=11℃,190～206d)观察到最低的COD去除率,这时进水浓度从600mg/L减少到300mg/L,COD去除率从40%降低到10%,主要是由于雨季的进水浓度低所引起,因为在进水浓度较高的低温条件下(207～272d,T=12℃),CODt的去除率并没有降低。表1温度和浓度与去除率之间的关系阶段数据温度(℃)CODtCODfCODmSSVFA(mg/L)COD去除率(%)(d)N范围平均(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)进水出水EtEf/tEmEcEsSS去除率(%)1～18911314～2117697342197237591073852-2.6236583190～204＊89～1211318170100171133411457.3-162577206～272368～13125072861161544073375716.1394975总平均8～2165032118721754993753-0.9235881注＊为雨季及寒冷季节数据;VF