摘要：總結(jié)和分析了各種類型厭氧反應(yīng)器對生活污水的處理效果，研究表明：厭氧工藝應(yīng)用在生活污水處理系統(tǒng)中,須與其他后續(xù)處理單元聯(lián)用。并介紹了厭氧反應(yīng)器與其他工藝聯(lián)用處理生活污水的最新研究進(jìn)展，指出其在我國生活污水處理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，最后對厭氧組合工藝今后的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：厭氧處理；生活污水；厭氧組合工藝

Abstract：Thispapersummarizesandanalyzestheremovalefficiencyofanaerobicreactorsfordomesticsewage.Theresultsshowthatapost-treatmentunitisrequiredasoccursgenerallywhenanaerobicreactorsareappliedfordomesticsewagetreatment.Therecentresearchprogressntreatmentdomesticsewagebyanaerobicsystemcombinedwithotherpropermethodsareintroduced,andithasgoodapplicationprospectindomesticsewagetreatment.Thedevelopmenttrendofanaerobiccombinedprocessisprospected.

Keywords：anaerobicprocess；domesticsewage；anaerobiccombinedprocess

厭氧處理技術(shù)由于無需曝氣，污泥產(chǎn)量少，又可回收沼氣而成為國內(nèi)外普遍關(guān)注的節(jié)能污水處理技術(shù)；但是單一的厭氧反應(yīng)器對氮、磷的去除率并不高，很難達(dá)到愈來愈嚴(yán)格的排放要求。為了進(jìn)一步去除有機(jī)物并脫氮除磷，厭氧反應(yīng)器應(yīng)用在生活污水處理系統(tǒng)中，須與其他處理單元聯(lián)用。為此，對各種類型厭氧反應(yīng)器處理生活污水的效果進(jìn)行了總結(jié)，并介紹了厭氧反應(yīng)器與其他工藝聯(lián)用處理生活污水的最新研究進(jìn)展。

1厭氧工藝處理生活污水的效果分析

在厭氧生物處理工藝發(fā)展過程中，反應(yīng)器是發(fā)展最快的領(lǐng)域，新型高效厭氧反應(yīng)器的開發(fā)應(yīng)用，使厭氧消化技術(shù)在廢水處理方面取得了很大進(jìn)展。從50年代發(fā)展的厭氧消化池為代表的第一代厭氧反應(yīng)器到60年代末美國Mccarty發(fā)展的厭氧濾池(anaerobicfilter，AF)、70年代初荷蘭等開發(fā)的UASB(upflowanaerobicsludgeblanket)反應(yīng)器為代表的第二代厭氧反應(yīng)器；在第二代反應(yīng)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的第三代反應(yīng)器如：厭氧流化床(anaerobicfluidizedbed，AFB)、膨脹顆粒污泥床（expandedgranularsludgebed，EGSB)、厭氧折流板反應(yīng)器(anaerobicbaffledreactor，ABR)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器(internalcirculationanaerobicreactor，IC)等等。

單一形式的厭氧反應(yīng)器對COD和SS有較好的去除效果，其中間歇式厭氧反應(yīng)器ASBR（Anaerobicsequencingbatchreactor）和ASBBR（anaerobicsequencingbatchbiofilmreactor）對COD和SS的處理效果比其他的連續(xù)式厭氧反應(yīng)器較差。連續(xù)式反應(yīng)器中的HABR、UASB和EGSB處理生活污水后的COD出水指標(biāo)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（COD<100mg/L）。但是反應(yīng)器對氨氮和磷的去除效果差，有時(shí)出水的氨氮和磷比進(jìn)水的還高。

由于在厭氧環(huán)境下發(fā)生氨化反應(yīng)使氨氮增加的量大于厭氧污泥的營養(yǎng)需求氨氮量，所以出水的氨氮比進(jìn)水的還高；由于生活污水中大約20%的磷以懸浮或膠體形式存在，在顆粒污泥的吸附及生物絮凝作用下，可以去除一部分不溶性磷。微生物的增殖也對磷有一定的消耗作用，但由于在厭氧環(huán)境下，釋磷菌的放磷作用，使得系統(tǒng)總的除磷效果較差[1]。

2厭氧組合工藝處理生活污水的研究

為了進(jìn)一步去除有機(jī)物并脫氮除磷，厭氧反應(yīng)器應(yīng)用在生活污水處理系統(tǒng)中，須與其他處理單元聯(lián)用。

2.1厭氧+好氧

2.1.1厭氧反應(yīng)器+SBR

SBR工藝構(gòu)造簡單，為集成化模塊結(jié)構(gòu)，投資省。SBR的曝氣、沉淀在同一池內(nèi)省去了二沉池和回流裝置等設(shè)施。因此，基建投資較低，占地面積可縮小1/3～1/2，基建投資可減少20%～40%，從節(jié)省投資與運(yùn)行成本上講兩種工藝聯(lián)用是可行的。

李亮等[2]采用UASB-SBR工藝處理城市生活污水，SBR后出水的COD、SS和TN均能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；出水的NH4+-N和TP的不穩(wěn)定，為0～6和0.013mg/L～2.02mg/L；P.TorresandE.Foresti同樣采用此工藝，研究結(jié)果：采用UASB-SBR比單獨(dú)采用UASB對COD、SS的去除率從63％～77％、39％～78％提高到91％、84％，N、P的去除和曝氣時(shí)間有關(guān)。

2.1.2厭氧反應(yīng)器＋生物濾池

P.P.Pontes等[3]采用UASB+TF（tricklingfilter）工藝，TF后出水的COD、BOD5和SS分別為102±19、33±6和19±12mg/L，這與文獻(xiàn)[4]的研究結(jié)果一致。同時(shí)研究了把一部分TF的好氧污泥回流到UASB反應(yīng)器。結(jié)果顯示：回流好氧污泥后對UASB反應(yīng)器的性能沒有任何影響，且UASB中COD的去除率由70%增加到75%，但是BOD5的去除率有所下降；TF后出水的COD、BOD5和SS分別為82±539、27±14和17±13mg/L，平均去除效果比沒有污泥回流時(shí)好，但是出水指標(biāo)波動(dòng)性大，處理效果不穩(wěn)定。

2.1.3厭氧反應(yīng)器+生物接觸氧化

近年來,城市生活污水呈現(xiàn)出低碳氮比的趨勢,造成污水處理脫氮困難。有人采用ABR-生物接觸氧化工藝對低碳氮比生活污水進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，TN的平均去除率隨著碳氮比的減小而迅速降低，當(dāng)原水COD/N為6～7時(shí)，去除率達(dá)到80%以上，出水TN小于15mg/L，滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。也有人采用UASB－BCO工藝在低溫條件下處理生活污水，運(yùn)行結(jié)果表面，UASB－BCO工藝在低溫條件下依然具有良好的處理效果，在水力停留時(shí)間為6.83h、溫度在8℃～25℃的條件下，COD、BOD5和SS的去除率較高，均在80%以上；但是低

溫條件下，脫氮除磷效果不夠理想，尤其是總磷的去除率較低，只有3.00%～21.68%。

2.2厭氧＋人工濕地

何成達(dá)等將厭氧懸浮填料床和波式潛流人工濕地工藝串聯(lián)起來，試驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)厭氧床的HRT為3h、波式潛流濕地的HRT為5.6d時(shí)，該系統(tǒng)能夠同時(shí)高效去除生活污水中COD、TN、NH4+-N、TP和SS等污染物，出水水質(zhì)優(yōu)于城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；冬季低溫期間系統(tǒng)處理效果有一定程度下降,但未出現(xiàn)惡化現(xiàn)象。在寧波某山區(qū)農(nóng)村100m3/d生活污水治理項(xiàng)目中，采用厭氧接觸氧化/垂直流人工濕地組合工藝處理該村生活污水，組合工藝流程如圖2所示，在池內(nèi)氧化區(qū)安裝軟性填料以增加池中的生物量，強(qiáng)化對COD去除作用，污水設(shè)計(jì)停留時(shí)間10h，并在氧化池后段設(shè)置沉淀區(qū)。該系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試，1個(gè)月后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，污水中COD、TN、TP去除率達(dá)92.2%、75.6%、93.3%，最終出水水質(zhì)的主要指標(biāo)達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

                                           圖1厭氧接觸氧化/人工濕地組合工藝

Fig.1Combinedprocessofbiologicalcontactoxidation/constructedwetland

2.3厭氧＋膜

Li-BingChu等[5]將中空纖維膜組件直接浸沒于EGSB反應(yīng)器的上部處理生活污水，研究結(jié)果表明，溫度大于15℃時(shí)，對COD和TOC的去除率分別為85％～96％和83％～94％；當(dāng)溫度降低時(shí)，對生活污水的處理效果下降，這時(shí)提高水力停留時(shí)間和液體的上升流速可增加去除效果；但是工藝對TN和TP的去除效果較差。楊云軍[6]等人采用EGS和MBR組合系統(tǒng)處理生活污水，結(jié)果表明，在溫度30℃、EGSB水力停留時(shí)間為0.8h、MLSS在2815g/L，MBR的HRT為2h、MLSS為10g/L、DO為2mg/L時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。COD和NH4＋-N去除率分別為95%以上和90%以上，色度去除率大于90%，分別為10mg/L以下、5mg/L以下和20倍以下，SS和濁度幾乎可以完全去除，出水水質(zhì)優(yōu)于城市污水再生利用——城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)組合系統(tǒng)污泥產(chǎn)量低，可大大減少污泥處理處置費(fèi)用。

3結(jié)語與展望

為了滿足越來越嚴(yán)格的城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)，把厭氧反應(yīng)器和后續(xù)的工藝結(jié)合起來處理生活污水是可行的，考慮到我國當(dāng)前資金短缺、能源不足與污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，此技術(shù)在我國生活污水處理領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。但是很多研究成果還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，工程應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)也不太多，因此將來研究的重點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：

①溫度對厭氧微生物的影響比對好氧微生物的影響大得多，城市污水溫度一般達(dá)不到中溫消化要求，尤其在我國北方。因此，如何使厭氧反應(yīng)器在低溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行是非常必要的。

②在厭氧-好氧工藝中，把好氧反應(yīng)器中的一部分污泥回流到厭氧反應(yīng)器可減少污泥的產(chǎn)量，減輕了后續(xù)污泥處理的負(fù)荷。關(guān)于好氧污泥回流的量及厭氧反應(yīng)器保持穩(wěn)定運(yùn)行的控制參數(shù)等研究應(yīng)盡快開展。

③當(dāng)污水中含有較多的大顆粒有機(jī)物時(shí)，可以采用兩段厭氧，即將厭氧反應(yīng)分解為可獨(dú)立控制的水解酸化和甲烷化兩個(gè)階段[7]。文獻(xiàn)[8]中采取兩段厭氧使系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間可縮短到30d以內(nèi)，僅為常規(guī)厭氧工藝啟動(dòng)時(shí)間(3～6個(gè)月)的1/3～1/6，反應(yīng)器的運(yùn)行效率得到了大幅度提高。為了更準(zhǔn)確有效的選擇工藝可建立模型，這樣可根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)和環(huán)境要求選擇一段厭氧或二段厭氧。

④人工濕地與其它處理污水的方法相比，系統(tǒng)具有高效率、低投資、低運(yùn)行費(fèi)、低維護(hù)技術(shù)、基本不耗電的特點(diǎn)。厭氧+人工濕地處理技術(shù)將會(huì)成為高效、低能耗、低成本的污水資源化技術(shù)，應(yīng)加大這方面的研究。

⑤在現(xiàn)有組合工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化或開發(fā)出更高效節(jié)能的工藝，使出水水質(zhì)能夠滿足城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李亮，黃種買，張傳國.UASB－SBR工藝處理城市生活污水的研究.工業(yè)水處理，2005，25（10）：21－23.

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[4]C.A.L.Chernicharo,M.C.P.Nascimento.Feasibilityofapilot-scaleUASB/tricklingfiltersystemfordomesticsewagetreatment[J].WaterScienceandTechnology,2001,44(4):221-228.

[5]Li-BingChu,Feng-LinYang,Xing-WenZhang.Anaerobictreatmentofdomesticwastewaterinamembrane-coupledexpendedgranularsludgebed(EGSB)reactorundermoderatetolowtemperature.[J].Processbiochemistry,2005,40:1063-1070.

[6]楊云軍,馬莉,李秀芬，等.采用EGSB－MBR組合系統(tǒng)處理生活污水.無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，24（1）：29－33.

[7]LucasSeghezzo,GrietjeZeeman,JulesB.vanLier.Areview:theanaerobictreatmentofsewageinUASBandEGSBreactors[J].BioresourceTechnology,1998,65（3）:175-190.

[8]李海波,馬錚錚,李曉東.復(fù)合厭氧工藝處理生活污水的快速啟動(dòng)研究[J].中國給水排水，2007，23（21）：33-36.

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