常温厌氧生物滤池处理生活污水原理与技术

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1、万方数据·水环境·北京水务2009年第6期常温厌氧生物滤池处理生活污水原理与技术王培京顾永钢何刚廖日红(北京市水利科学研究所100048)摘要介绍厌氧生物处理的基本原理、温度对厌氧处理的影响和厌氧生物滤池处理技术的特点．综述了国内常温厌氧生物滤池处理生活污水技术的研究成果。为了解决常温厌氧生物滤池脱氮除磷效率低、出水N、P浓度高的问题。提出常温厌氧生物滤池组合人工湿地或人工土地渗滤处理工艺的设想．在不曝气的条件下．满足高标准的出水需求。降低能耗。关键词常温厌氧生物滤池生活污水中图分类号X143文献标志码B文章编号1673—4637(2009}06—0001—03厌氧发酵

2、过程广泛存在于自然界．人们有目的的利用厌氧生物处理法也已有近150a历史。但在过去相当长时间内，厌氧处理技术发展很慢．污水处理主要以好氧技术为主．最初的厌氧反应器形式只有化粪池。20世纪60年代以来．世界能源危机不断加剧，人们将目光转向了既可以处理污水又可以回收能源的厌氧处理技术上来。随着微生物学、生物化学等学科的发展和污水处理工程实践经验的积累．相继开发出多种新的厌氧处理技术和反应器．其中包括厌氧生物滤池(AF)。1厌氧生物处理基本原理早在20世纪30年代．人们认为厌氧发酵有机物分解过程分为2个阶段：酸化阶段和甲烷化阶段。但是随着对厌氧微生物的不断深入．许多学者认为2

3、个阶段理论不能真实反映厌氧发酵的详细过程．随后提出了厌氧发酵4阶段理论【ll。见图l。第1阶段为水解阶段。复杂的大分子有机物被胞外酶水解为小分子的溶解性有机物。水解性细菌或发酵性细菌将纤维素、淀粉等碳水化合物水解为糖类；蛋白质水解为氨基酸。大分子有机物(碳水化合物、蛋白质、脂肪等)细菌胞外酶水解的和溶解的有机物产酸细菌有机酸、醇类、醛类等产乙酸产氢细菌乙酸iH：、C02柙烷凿图1厌氧生物处理4阶段图第2阶段为酸化阶段。溶解性的有机物由兼性或专性厌氧菌转化为有机酸及醇、醛、CO：和H：。有机酸类还进一步降解形成各种低级有机酸。如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸和乙醇等。有时人

4、们也将水解阶段和酸化阶段合称为第1阶段。收稿日期：2009—09—03作者简介：王培京(1974一)。男，工程师。水专项项目：国家“十一五”水专项河流主题海河项目资助，课题编号：2008ZX07209-003。万方数据·水环境·北京水务2009年第6期第3阶段为产乙酸阶段。由产乙酸产氢细菌利用前阶段所产生的各种有机酸分解成乙酸和H，。有时还有CO，生成。第4阶段为产甲烷阶段。由产甲烷细菌利用乙酸、CO：和H：或其他一碳化合物产生甲烷。2温度对厌氧处理影响在影响厌氧处理的各种因素中．温度是影响厌氧微生物活性的重要因素之一。参与厌氧反应的微生物主要是产酸细菌和产甲烷细菌．在

5、2种细菌共同存在时，产甲烷细菌对温度变化更为敏感。当温度降低时。产甲烷细菌活性迅速下降，其利用乙酸转化为CH4的效率远低于乙酸生成速率．导致厌氧反应器内有机物代谢失衡，处理效率降低。因此产甲烷微生物对乙酸的转化速率成为厌氧生物处理4阶段中的限速阶段。最适温度是指在某温度附近参与厌氧反应的微生物有最高的产气速率或者最佳的有机物消耗速率。一般认为．厌氧消化过程存在2个最适温度区。中温消化反应温度大致在(35．38)℃．高温消化反应温度大致在(52～55)℃，在此温度区内．产酸细菌和产甲烷细菌代谢速率达到平衡．乙酸产生量和消耗量达到了平衡。若厌氧消化反应温度不加以控制．而是随

6、着污水温度在(10～30)oC内自由波动的厌氧生物处理．通常称为常温消化。中温消化和高温消化适宜高度废水或有废热可以利用的废水。常温消化由于耗能少，逐渐应用到处理低浓度废水。在最适温度区内．温度高出细菌的生长温度上限．将导致厌氧微生物的大量死亡．如果温度过高或者持续时间很长．当温度恢复后，厌氧微生物的活性不能恢复。而当温度下降并低于温度范围的下限，厌氧细菌通常不会死亡。而只是活性渐弱甚至停止，菌种处于休眠状态．其生命力仍可维持相当长时间。当温度上升达到其最适温度后。细菌活性可以很快恢复。3厌氧生物滤池厌氧生物滤池(AF)是一种采用填充材料作为微生物载体的高效厌氧反应器．

7、厌氧菌在填料上附着生长形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成滤床．经过预处理的废水进入反应器内，逐渐被细菌水解、酸化．最终被产甲烷菌转化为甲烷[21。根据水流方向分升流式和降流式。升流式微生物膜形成较快，容积负荷比较高，但是容易堵塞，一般适宜处理以可溶性有机物为主的低浓度废水．进水悬浮物浓度控制在200mg／L以下：降流式滤池中微生物·2·几乎全部附着在填料和反应器表面．有助于克服堵塞问题．但是膜的形成比较慢，容积负荷也较低四。厌氧生物滤池具有生物浓度高、微生物停留时间长、耐冲击负荷；停止运行后，再启动容易；无需污泥回流．运行管理简便等优点