低濃度廢水一般指COD濃度低于2000mg/L的廢水，主要包括生活污水和各種稀釋的工業(yè)廢水。目前，低濃度廢水的處理多采用活性污泥法、接觸氧化法和滴濾池等好氧工藝。相對(duì)于好氧處理，厭氧處理不但能源需求少，而且能產(chǎn)生大量的能源，其處理設(shè)備負(fù)荷高，占地少，產(chǎn)生的剩余污泥少，且處理比好氧污泥容易。隨著現(xiàn)代能源的日趨緊張，越來(lái)越多的研究者目光轉(zhuǎn)向低濃度污水的厭氧處理，無(wú)論是實(shí)驗(yàn)室小試還是生產(chǎn)性處理都取得了很多成果。
1、用于低濃度廢水處理的主要厭氧工藝：
近二十年來(lái)，在厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和厭氧微生物降解有機(jī)物的機(jī)理方面的研究取得了巨大的進(jìn)步，出現(xiàn)了許多高速厭氧反應(yīng)器。這些進(jìn)步使反應(yīng)器在很低的水力停留時(shí)間(HRT1.3-20h)下，仍能保持較高的污泥停留時(shí)間（SRT20-100d）,從而使厭氧反應(yīng)器能夠經(jīng)濟(jì)的處理低濃度的生活污水和稀釋后的工業(yè)廢水。主要的厭氧工藝有：厭氧濾池（AF）、厭氧流化床（AFB）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）和厭氧序批式活性污泥法（ASBR）等厭氧處理工藝。由于市政生活污水和工業(yè)廢水中含有更多的顆粒有機(jī)物，這些顆粒有機(jī)物必須經(jīng)過(guò)厭氧消化的*個(gè)階段即水解酸化階段，使其轉(zhuǎn)化為可溶的小分子有機(jī)基質(zhì)，這一步?jīng)Q定了整個(gè)厭氧消化的速率。由于水解酸化過(guò)程需要較低的PH值，為了避免了因?yàn)镻H的降低對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生影響，通過(guò)對(duì)產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段的分離，能夠提高對(duì)碳水化合物和蛋白質(zhì)的水解，并能使產(chǎn)假烷階段的微生物保持很高的活性，所以并不是所有的厭氧反應(yīng)器適合處理低濃度的市政廢水和工業(yè)廢水。
（1）厭氧濾池(AF)
厭氧濾池是采用填料作為微生物載體的一種高速厭氧反應(yīng)器。厭氧菌在填充材料上附著生長(zhǎng)，形成生物膜。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便、靈活，很適合于小批量的生活污水處理。Kuniyasu,k等人用小型的浸沒式厭氧濾池加好氧濾池處理系統(tǒng)，進(jìn)行單戶生活污水的中水回用，取得了滿意的效果。Tanemura等人用厭氧濾池處理進(jìn)水TOC濃度為35mg/l的污水，HRT為4h時(shí)，出水TOC可以降到15mg/l。
（2）厭氧流化床（AFB）
厭氧流化床依靠在惰性填料表面形成的生物膜來(lái)保留厭氧污泥。由于填料在較高的上升流速下處于流化狀態(tài)，傳質(zhì)作用加強(qiáng)，所以厭氧流化床可以在較短的HRT下運(yùn)行。Tanemura[55]等人用厭氧流化床在37℃下處理食品加工廠的低濃度廢水，HRT為6h,當(dāng)TOC從100mg/l降到35mg/l時(shí)，去除率從85%降到65%.楊云霞等人運(yùn)用人工合成的多孔高分子載體，應(yīng)用包絡(luò)法技術(shù)固定物生物進(jìn)行厭氧流化床的研究，可強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，克服低濃度有機(jī)廢水甲烷化能力低的障礙。處理COD濃度為220-250mg/l的城市污水，HRT在2h以上時(shí)，容積有機(jī)負(fù)荷在2.4-2.6gCOD/l.d,去處率為54%-56%。
（3）上流式厭氧污泥床(UASB)
UASB是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一種厭氧反應(yīng)器，具有SRT長(zhǎng)，處理負(fù)荷高，運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。這種反應(yīng)器的運(yùn)行取決于反應(yīng)器中形成沉降性能好、活性高的顆粒污泥。國(guó)內(nèi)對(duì)UASB處理低濃度污水的研究，著重于其接種啟動(dòng)。竺建榮等人比較了進(jìn)水COD濃度為9000和1000mg/l時(shí)UASB反應(yīng)器顆粒物你的形成情況，發(fā)現(xiàn)低濃度進(jìn)水雖然也能培養(yǎng)出顆粒污泥，但過(guò)程較慢，顆粒污泥的粒徑也較小。在低濃度UASB啟動(dòng)的研究方面，國(guó)外的BritoAG等人在研究中用UASB反應(yīng)器處理低濃度葡萄糖配水時(shí)，沒有培養(yǎng)出完整的顆粒污泥，而是得到了一些絨毛狀的球形污泥。Soto M等人在中溫（30℃）和低溫（20℃）下用低濃度蔗糖廢水（COD為500mg/l）啟動(dòng)UASB反應(yīng)器，在一到兩個(gè)月內(nèi)培養(yǎng)出了顆粒污泥，各溫度下的污泥在外形和大小上很相似，但厭氧菌組成有區(qū)別，產(chǎn)甲烷率也不同。國(guó)外也有很多是直接采用中高濃度反應(yīng)器中的顆粒污泥作為種泥的，E.Behling等人在夏季溫度平均為32℃的地區(qū)，啟動(dòng)過(guò)程竟然長(zhǎng)達(dá)90天。顆粒污泥在接種到處理低濃度污水的UASB反應(yīng)器后中運(yùn)行一段時(shí)間后，其產(chǎn)甲烷活性有很大程度的下降。
（4）厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）
EGSB實(shí)際上是改進(jìn)的UASB反應(yīng)器，其優(yōu)點(diǎn)是高徑比大，污水在反應(yīng)器中的上流速度大，使反應(yīng)器中的顆粒污泥處于懸浮狀態(tài)，提高了污水在顆粒污泥中的傳質(zhì)效果，在處理低濃度有機(jī)廢水時(shí)，比UASB有更高的容積負(fù)荷。王凱軍等人以水解反應(yīng)器對(duì)城市污水進(jìn)行預(yù)處理，用EGSB在溫度為8-12℃時(shí)，HRT僅為兩小時(shí)，EGSB可獲得60%的去處率。Mario T.Kato等人在溫度30℃時(shí)用EGSB處理進(jìn)水COD為100-200mg/l的污水，容積負(fù)荷達(dá)到12gCOD/L/d，去除率為80%。Salih[60]等人配制COD為500-800mg/l的污水，在10-12℃下用EGSB進(jìn)行處理，HRT為1.6h，COD去處率可以達(dá)到90%。
（5）厭氧折流板反應(yīng)器（ABR）
厭氧折流板反應(yīng)器是(ABR)是MaCarty教授于1982年提出的一種厭氧處理工藝。ABR反應(yīng)器是在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置一系列垂直放置的折流擋板使廢水在反應(yīng)器內(nèi)沿著流擋板上下折流運(yùn)動(dòng)，依次通過(guò)每個(gè)隔室的顆粒污泥床直至出口，在此過(guò)程中廢水中的有機(jī)物質(zhì)與厭氧活性污泥充分接觸而得到去處。由于上下折流擋板的阻擋和分割作用，使水流在不同隔室中的流態(tài)呈*混合態(tài)（水流的上升及產(chǎn)氣的攪拌作用）,而反應(yīng)器在整個(gè)流程方向上則表現(xiàn)為推流態(tài)。ABR工藝的另一個(gè)特點(diǎn)在于通過(guò)在反應(yīng)器中設(shè)置上下折流板而在水流方向上形成依次串聯(lián)的隔室，從而使其中的微生物種群沿長(zhǎng)度方向的不同隔室實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷相的分離。ABR的這些特點(diǎn)使其在處理低濃度有機(jī)廢水方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。
會(huì)員1.png)