家用污水处理升流式厌氧污泥床反应器

随着我国城市化步伐的加快、城市化水平的提高和水污染防治行动的深入，建立全方位的全流域城市污水处理系统势在必行。迫切需要提高污水处理效率，强化污水处理植物处理效率，降低污水处理能耗。污水处理技术的发展趋势是简单、高效、低能耗。升流式厌氧污泥床反应器(UASB)作为一种高效厌氧反应器，具有能耗低、污泥产量小、出水有机物处理效果好等优点，被广泛应用于污水厌氧处理。本文简要介绍了厌氧膜生物反应器的发展历史、技术优势、影响因素及其在处理低浓度生活污水中的应用和前景。

一、上流式厌氧污泥床反应器的发展历史

20世纪60、70年代，开发了一批新型高效厌氧反应器，其中UASB(上流式厌氧污泥床上流式厌氧污泥反应器)已广泛应用于各种有机废水处理。20世纪80年代初，荷兰的Lettinga等人开始了这方面的研究。UASB结构简单，操作方便，运行成本低，即使在较低的浓度和温度下也能达到较好的效率。它是由升流式厌氧生物膜工艺发展而来，升流式厌氧生物膜工艺的填料(尤其是下部的填料)容易造成堵塞。取消填料层后，运行中发现在反应器相应部位形成厌氧活性污泥层，成为拦截、吸附、降解有机物的主要部位。后来经过改进，在反应器上部增加了气液固三相分离器。处理后的废水、产生的沼气和污泥有效分离，形成完整的UASB反应器。目前，UASB反应器广泛应用于高浓度污水的处理。

二、上流式厌氧污泥床反应器的技术优势

与传统的好氧生活污水处理工艺相比，上流式厌氧污泥床反应器具有以下优点:

①反应器处理能耗小，污泥量较好氧生物处理大大减少。

②厌氧处理可以产生沼气，可以将环境保护和能源回收利用有机结合起来。它具有良好的环境效益。

③处理成本低于好氧，具有较好的经济效益。不考虑沼气的效益，厌氧处理的成本只有厌氧处理的三分之一。

④厌氧处理负荷高，占地少。现在城市里每一寸土地都很稀缺，节约更多的土地不仅可以降低成本，还可以优化整个城市的结构。在相同的处理水量下，厌氧处理的占地面积仅为好氧处理的一半。

⑤厌氧系统的规模更加灵活多变，可大可小。而且处理设施简单，易于制造，不需要昂贵的设备，可以适用于更多不同的场合。厌氧生物处理符合中国城市生活的未来发展方向污水处理。

三。升流式厌氧污泥床反应器的影响因素

1.粒状淤渣

UASB系统的高效稳定运行依赖于沉淀效果好、产甲烷活性高、微生物丰富的颗粒污泥的形成。颗粒污泥是UASB反应器运行的基础。沉降性好的颗粒污泥不易流失，决定了反应器的处理效率和抗水质波动的能力。

2.有机负荷量

适当控制有机负荷可以尽快形成颗粒污泥。实践证明，控制反应器的有机负荷和改善污泥的沉降是控制污泥过量流失的主要手段。

3.温度

温度对UASB的启动和系统的稳定性有重要影响。反应器在常温(20 ~ 30℃)、中温(33 ~ 41℃)和高温(50 ~ 55℃)下都能顺利启动，形成颗粒污泥。可根据实际需要选择不同的温度范围。

4.给水分配

给水分配对UASB的运行非常重要。需要使用布水均匀、搅拌效果好的料液，可以增加活性污泥区的高度，有助于提高厌氧效率和抗冲击能力。

5.碱性

碱度主要从两个方面影响污泥颗粒化:一是影响颗粒化过程；二是影响颗粒污泥的活性。可以加入NaHCO3来调节进水碱度，一些反应器通过回流处理水来增加进水碱度，同时增加进水负荷。

6.有毒物质

同其他生物系统一样，厌氧处理系统也应避免有毒物质的进入。由于微生物对各种底物的适应性有限，一些超过一定浓度的化学物质会抑制厌氧发酵，甚至完全破坏厌氧过程。

四。升流式厌氧污泥床反应器在处理低浓度生活污水中的应用及前景

20世纪80年代，Lettinga等人进行了UASB反应器处理城市生活污水的实验。反应器容积为120L，接种污泥为颗粒污泥，进水温度为8 ~ 20℃，进水COD为300 mg/L ~ 500 mg/L，HRT=12h，COD去除率为50% ~ 70%，甲烷产量为7.1 ~ 7.3m 3/年，污泥产量为5.0 ~ 8.6kg/年。此后，国内外专家学者开始研究UASB反应器处理生活污水。

张金凤在室温下快速启动了UASB，启动反应堆用了大约33天。在室温20 ~ 21℃，水力停留时间为0时，系统对寿命污水处理有较好的效果，COD去除率为69.5% ~ 78.0%。出水小于120mg/L，达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)二级标准。

陈学民等人在研究中采用有效容积为8m3的UASB反应器处理平均COD为492.0mg/L的生活污水，35天启动成功，COD去除率为65% ~ 80%，BOD和SS平均去除率达到80%。当温度在10 ~ 23℃之间时，温度的变化对COD、BOD和SS的去除率无明显影响。污泥根本没有颗粒化，但絮状污泥也使UASB运行良好。但在实验中，罗文胜直接接种颗粒污泥进行二次启动，启动速度更快。水温20℃时，5天即可启动。测试生活污水，COD为100 ~ 500 mg/L，COD去除率为40% ~ 80%。当进水COD浓度低于100mg/L时，反应器中的颗粒污泥会发生分解，即COD = 100mg/L时，颗粒污泥的极限浓度得以维持。

单独使用厌氧反应器限制太多，对脱氮除磷效果不大，出水水质难以达标排放。因此，更多的学者研究了UASB反应器与其他工艺的结合，以弥补厌氧反应器的不足。UASB有各种组合工艺，包括活性污泥后处理工艺，如UASB-AS(活性污泥法)，UASB反应器代替原AS工艺中的初沉池；UASBSBR(序批式活性污泥法)，SBR可以完成UASB不擅长的脱氮除磷。生物膜后处理，如UASB-TF(生物滤池)、UASB-RBC(生物转盘)、UASB-DHS(悬浮反应器)等。

动词 （verb的缩写）结论

综上所述，采用上流式厌氧污泥床反应器处理低浓度生活污水是可行且有效的。如果在污水工艺前期应用成功，不仅可以节能降耗，实现营养物质的去除，同时还可以将废水中的能量以沼气的形式回收，使污水处理工艺成为能量发生器。虽然升流式厌氧污泥床反应器在家庭生活中的应用还存在一些不足污水处理，但随着研究的深入，问题已经得到解决，升流式厌氧污泥床反应器及相关后处理系统在家庭生活中的应用污水处理将会有广阔的前景。(来源:广州市市政工程设计研究院有限公司)

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