復(fù)合厭氧工藝低溫處理生活污水

1、影響厭氧工藝污水處理效果的因素
   就厭氧工藝來說，其與很多生物處理工藝相同，都是以溫度為基礎(chǔ)的，通過溫度降低生物的生長(zhǎng)速率，以此來實(shí)現(xiàn)污水處理的目的。在厭氧工藝中，產(chǎn)甲烷菌對(duì)溫度的敏感程度，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于產(chǎn)酸菌的敏感程度，也就是說在低溫的條件下，產(chǎn)酸菌的速率明顯比產(chǎn)甲烷菌的轉(zhuǎn)化的速率更快。正是因?yàn)檫@樣的因素，就會(huì)在很大程度上導(dǎo)致生物污水出現(xiàn)代謝失衡的問題，最終導(dǎo)致反應(yīng)失敗，無(wú)法實(shí)現(xiàn)生活污水處理的目的。
   實(shí)際上，采用厭氧工藝進(jìn)行污水處理，不僅受溫度因素的影響，還與處理對(duì)象（生活污水）的有機(jī)物濃度，存在直接的關(guān)系。具體來說，如果厭氧工藝所處理的生活污水，其所含有的有機(jī)物濃度較低，那么反應(yīng)裝置中其當(dāng)前的底物濃度也相對(duì)較低。結(jié)合Monod動(dòng)力學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，這種裝填下活性污泥的具有最佳的活性，所以能夠保證生活污水處理的效果。不僅如此，在底物濃度較低的狀態(tài)下，污水處理裝置不會(huì)產(chǎn)生很多的氣體，同時(shí)污泥、底物之間的作用效率也會(huì)逐漸降低，還會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器出現(xiàn)酸化的現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)這樣的問題，就會(huì)使得活性污泥出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響生活污水的處理效果，同時(shí)還會(huì)在很大程度上增加厭氧工藝的成本。

2、復(fù)合厭氧工藝的優(yōu)勢(shì)
   以UBF工藝為基礎(chǔ)，能夠避免在污水處理中，出現(xiàn)污泥流失的現(xiàn)象，從而有效擴(kuò)大EGSB裝置的容積，所以可以進(jìn)一步提高生活污水的處理效果。為了可以充分發(fā)揮低溫處理的污水的質(zhì)量，將UBF、EGSB工藝進(jìn)行結(jié)合，從而強(qiáng)化污水處理裝置的性能，并全面提高污水的處理質(zhì)量。在設(shè)計(jì)的過程中，可以將UBF工藝作為主體，然后將回流工藝加入其中，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合厭氧工藝的設(shè)計(jì)。將復(fù)合厭氧工藝與EGSB工藝進(jìn)行比較，不采用污水回流的方式，而是運(yùn)用污泥回流的方式進(jìn)行處理，與傳統(tǒng)的厭氧污水處理工藝相比，復(fù)合厭氧工藝能夠在運(yùn)行的過程中，同時(shí)發(fā)生產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)酸菌的過程，但是相互之間會(huì)發(fā)生不良的影響。同時(shí)，由于產(chǎn)甲烷菌對(duì)溫度更加敏感，所以在低溫的條件下產(chǎn)酸菌就會(huì)將快速反應(yīng)，完成更多有機(jī)酸的轉(zhuǎn)化，因此還是會(huì)影響處理效果。在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，開發(fā)出了全新的復(fù)合厭氧工藝，即將產(chǎn)甲烷菌、產(chǎn)酸菌分開，避免二者之間出現(xiàn)不良的影響。正是因?yàn)檫@樣的技術(shù)，打破了傳統(tǒng)復(fù)合厭氧工藝的限制，并提高了污水處理的質(zhì)量、效果，可以滿足城市中生活污水的處理需求。因此，結(jié)合復(fù)合厭氧工藝自身優(yōu)勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，將復(fù)合厭氧工藝應(yīng)用在污水處理中，實(shí)際上具有明顯的可行性與必要性，對(duì)此筆者將對(duì)復(fù)合厭氧工藝的應(yīng)用方式，進(jìn)行如下的分析、探究。

3、低溫處理生活污水的復(fù)合厭氧工藝分析
3.1、復(fù)合厭氧反應(yīng)器裝置
   本文研究的復(fù)合厭氧反應(yīng)器使用厚度為8mm的有機(jī)玻璃作為主要材料，反應(yīng)器長(zhǎng)度為1m，高度為1.5m，寬度為0.25m，反應(yīng)器整體體積為325L。反應(yīng)器中最重要的部分是構(gòu)型、過濾區(qū)以及活性污泥區(qū)。在反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)置上折流板和下折流板，在正向水流方向上，構(gòu)成了五個(gè)串聯(lián)而成且大小相同的隔室。在上折流板下方距離底部有30cm寬，折流板的高度逐層遞減2cm，這樣形成了一個(gè)有效的液位差，能夠有效避免壅水問題的出現(xiàn)。前四個(gè)隔室都設(shè)置了帶有彈性的立體材料，伸入到水下1cm的位置上。在最后一個(gè)隔室設(shè)置了50cm高的顆粒濾料，在出水口增加了網(wǎng)罩，避免濾粒流失。
3.2、除污效果分析
   使用生活污水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先使用特殊的方法對(duì)生活污水的水質(zhì)情況進(jìn)行檢測(cè)，其中包含pH值、COD、SS、氨氮、TN、TP這幾種。對(duì)于COD的測(cè)定，使用的是重鉻酸鉀的方法，對(duì)于氨氮的測(cè)定，使用的是納氏試劑光度方法。在該反應(yīng)器中，對(duì)于磷、氮的去除效果并不好，主要分析的是SS和COD的處理效果。將對(duì)這兩種物質(zhì)的處理效果記錄下來，可以發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器具備良好的過濾效果，其中COD的處理效果可以達(dá)到80%，經(jīng)過過濾之后水中COD的含量可以控制在100mg/L的水平之下.另外水中SS的濃度也能夠穩(wěn)定在30mg/L之下，這樣的過濾效果是可以滿足國(guó)家對(duì)于生活污水設(shè)立的排放標(biāo)準(zhǔn)的。
3.3、除污效果的影響因素
3.3.1、溫度
   面對(duì)反應(yīng)器帶來的良好過濾效果，本文繼續(xù)研究了除污效果的影響因素。對(duì)于COD的過濾來講，反應(yīng)器涉及到的參數(shù)包括容積負(fù)荷和溫度。因此，改變溫度，查看反應(yīng)器對(duì)于COD的過濾效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)變化情況不難發(fā)現(xiàn)，溫度變化情況可以和COD的去除率形成正比，也就是說在溫度逐漸升高的時(shí)候，去除COD的效果更好。溫度從20℃逐漸降低到15℃的時(shí)候，厭氧微生物也發(fā)生了巨大變化，十三天之內(nèi)讓去除COD的效率降低到40%~60%。當(dāng)溫度降低到10℃的時(shí)候，去除COD的效率也降低到50%之下。
3.3.2、容積負(fù)荷
   在實(shí)驗(yàn)中，容積負(fù)荷表示著微生物的平衡關(guān)系，小容積負(fù)荷無(wú)法滿足微生物生長(zhǎng)，而容積過大將會(huì)造成VFA過于高，讓酸化菌被抑制活性。確定COD在污水中的濃度之后，對(duì)濃度進(jìn)行控制，讓容積負(fù)荷可以控制在2.16~10.66kg/(m3•d)的范圍之內(nèi)。通過改變?nèi)莘e負(fù)荷，可以發(fā)現(xiàn)容積負(fù)荷逐漸加大，去除COD的效率也在逐漸升高，兩者是呈現(xiàn)正向相關(guān)的關(guān)系。
3.3.3、VFA
   在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的期間，定期測(cè)定VFA，可以發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器中，VFA是通過乙酸形式出現(xiàn)的，檢測(cè)出來厭氧代謝產(chǎn)物中還存在丙酸、異丁酸以及異戊酸等物質(zhì)。經(jīng)過測(cè)定，進(jìn)水的乙酸濃度為83.2mg/L。出水乙酸濃度為43mg/L，可以看到乙酸得到了降低。由厭氧生物處理理論可以知道有機(jī)厭氧物經(jīng)過降解之后產(chǎn)生了乙酸，乙酸進(jìn)而生成甲烷。因此通過計(jì)算能夠推算出乙酸濃度和COD處理效率也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，有機(jī)物降解速度和容積負(fù)荷呈現(xiàn)負(fù)面相關(guān)的關(guān)系。
3.3.4、生物種類
   在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間里，將生物膜以及底泥樣品采集出來，使用PGR-DGGE技術(shù)制作出圖譜，通過圖譜可以了解到生物膜上和底泥中存在豐富的菌群，微生物的功能和群落結(jié)構(gòu)也存在諸多變化。在反應(yīng)器的后部微生物種類出現(xiàn)了明顯的增加，在底泥中生物多樣性讓菌群演替得到了量化。菌種在篩選馴化之后會(huì)更加趨向穩(wěn)定，這意味著微生物已經(jīng)能夠適應(yīng)反應(yīng)器的環(huán)境。在生物膜上，后部生物種類也會(huì)明顯少于生物膜的前部，填料生物膜上微生物種類呈現(xiàn)出小幅降低的趨勢(shì)。

4、結(jié)論
   綜上所述，厭氧工藝污水處理效果實(shí)際上受很多因素的影響，進(jìn)而凸顯出復(fù)合厭氧工藝的優(yōu)勢(shì)，使其廣泛的應(yīng)用在生活污水處理中。在這一基礎(chǔ)上，采用復(fù)合厭氧反應(yīng)器裝置就能夠完成污水處理的目的，并且大大提高了污染物、有害物質(zhì)的去除率，減少了污水中的生物種類，全面提高了生活污水的處理質(zhì)量，進(jìn)而提高了水資源的利用率。因此，結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，將復(fù)合厭氧工藝應(yīng)用在生活污水的處理中，其具有較強(qiáng)的可行性。

作者：楊成波