污水的厭氧生物處理方法

【資料簡介】

zui早的厭氧生物處理構筑物是化糞池，近年開發的有厭氧生物濾池、厭氧接觸法，上流式厭氧污泥床反應器，分段消化法等。

一、化糞池

    化糞池用于處理來自廁所的糞便污水。曾廣泛用于不設污水廠的合流制排水系統。尚可用于郊區的別墅式建筑。

    （圖7-1）示化糞池的一種構造方式。污水進入*室，水中懸浮物或沉于池底、或浮于池面；池水一般分為三層，上層為浮渣層，下層為污泥層，中間為水流。然后，污水進入第二室，阻攔底泥和浮渣流出池子。污水在池內的停留時間一般為12-24h。污泥在池內進行厭氧消化，一般半年左右清除一次。出水不能直接排放水體。常在綠地下設滲水系統，排除化糞池出水。

二、厭氧生物濾池

    厭氧生物濾池是密封的水池，池內放置填料，如（圖7-2）所示，污水從池底進入，從池頂排出。微生物附著生長在濾料上，平均停留時間可長達 100d左右。濾料可采用拳狀石質濾料，如碎石、卵石等，粒徑在40m左右，也可使用塑料填料。塑料填料具有較高的空隙率，重量也輕，但價格較貴。

    根據對一些有機廢水的試驗結果，當溫度在 25℃一35℃時，在使用拳狀濾料時，體積負荷率可達到3～6kgCOD/ m3·d；在使用塑料填料時，體積負荷率可達到3-10kgCOD/ m3·d。

（表7-1）是某制藥廢水小型試驗的結果。廢水在進入濾池前先用Na0H調節pH值至6.8，并補充養料N和P。在連續運行的六個月內，沒有排放污泥。

    厭氧生物濾池的主要優點是：處理能力較高；濾池內可以保持很高的微生物濃度；不需另設泥水分離設備，出水SS較低；設備簡單、操作方便等。它的主要缺點是；濾料費用較貴；濾料容易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚。堵塞后，沒有簡單有效的清洗方法。因此，懸浮物高的廢水不適用。

三、厭氧接觸法

    對于懸浮物較高的有機廢水，可以采用厭氧接觸法，其流程（圖7-3）。廢水*人混合接觸池（消化池）與回流的厭氧污泥相混合，然后經真空脫氣器而流人沉淀池。接觸池中的污泥濃度要求很高，在12000～15000mg/L左右，因此污泥回流量很大，一般是廢水流量的2～3倍。

    厭氧接觸法實質上是厭氧活性污泥法，不需要曝氣而需要脫氣。厭氧接觸法對懸浮物高的有機廢水（如肉類加工廢水等）效果很好，懸浮顆粒成為微生物的載體，并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接觸池中，要進行適當攪拌以使污泥保持懸浮狀態。攪拌可以用機械方法，也可以用泵循環池水。據報道，肉類加工廢水（BOD5約1000～1800mg/L）在中溫消化時，經過6-12h（以廢水人流量計）消化，BOD5去除率可達90%以上。

四、上流式厭氧污泥床反應器

    上流式厭氧污泥床反應器（UASB）是由荷蘭的Lettinga教授等在1972年研制，于1977年開發的。如（圖7-4），廢水自下而上地通過厭氧污泥床反應器。在反應器的底部有一個高濃度（可達60-80g/L）、高活性的污泥層，大部分的有機物在這里被轉化為CH4和C02。由于氣態產物（消化氣）的攪動和氣泡粘附污泥，在污泥層之上形成一個污泥懸浮層。反應器的上部設有三相分離器，完成氣、液、固三相（圖7-5） 上流式厭氧污泥床反應器的分離。被分離的消化氣從上部導出，被分離的污泥則自動滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區流出。由于在反應器內保留了大量厭氧污泥，使反應器的負荷能力很大。對一般的高濃度有機廢水，當水溫在30℃左右時，負荷率可達10～20kg（COD）/ m3·d。

    試驗結果表明，良好的污泥床，有機負荷率和去除率高，不需要攪拌，能適應負荷沖擊和溫度與pH的變化。它是一種有發展前途的厭氧處理設備。

    （表7-2）是奧巴雅斯基（A.W.Obayaski）提供的幾種厭氧處理方法比較。

五、分段厭氧處理法

    根據消化可分階段進行的事實，研究開發了二段式厭氧處理法，將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個反應器內進行，以使兩類微生物都能在各自的zui適條件下生長繁殖。*段的功能是：水解和液化固態有機物為有機酸；緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質，并將截留難降解的固態物質。第二段的功能是：保持嚴格的厭氧條件和pH值，以利于甲烷菌的生長；降解、穩定有機物，產生含甲烷較多的消化氣，并截留懸浮固體，以改善出水水質。

二段式厭氧處理法的流程尚無定式，可以采用不同構筑物予以組合。例如對懸浮物高的工業廢水，采用厭氧接觸法與上流式厭氧污泥床反應器串聯的組合已經有成功的經驗，其流程如（圖7-6）。二段式厭氧處理法具有運行穩定可靠，能承受pH值、毒物等的沖擊，有機負荷率高，消化氣中甲烷含量高等特點；但這種方法也有設備較多，流程和操作復雜等缺陷。研究表明，二段式并不是對各種廢水都能提高負荷率。例如，對于固態有機物低的廢水，不論用一段法或二段法，負荷率和效果都差不多。

前聯邦德國漢諾威大學給水排水研究所在中試規模上采用二段厭氧處理法處理小麥淀粉廢水。他們采用混和接觸池（無污泥回流）和厭氧濾池分別作為酸化池，又采用厭氧濾池、厭氧接觸法和上流式厭氧污泥床反應器分別作為甲烷化階段反應器進行了比較試驗。酸化階段的溫度為30℃，甲烷化階段的溫度為 35℃～37℃。接種用的污泥是城市污水廠消化污泥。

    采用混和接觸池或厭氧濾池作為酸化反應器，效果無明顯差別，得到*酸化產物的條件是：停留時間0.8～1.5d，此時，pH值為3.6～4.0，COD負荷率為 25～50kgCOD/ m3·d。酸化出水可不經中和直接進入第二段甲烷化。作為甲烷化反應器的厭氧濾池有兩個，一個用塑料填料填充75%，填料的比表面積為150m2/m3；另一個僅用塑料填料填充上部25%。經過四個月的運行，厭氧濾池的運行情況比混合接觸池和上流式厭氧污泥床反應器好。后兩個反應器，由于產氣量過高，大量污泥上浮帶出，無法繼續運行而停止（上流式厭氧污泥床模型的構造設計可能存在問題）。