UASBFe反应器处理城市污水中试研究李彦春

一20一UASB一eF一反应器处理城市污水中试研究、心李彦寡周国定张明杰(中国市政工程西南设计院研究设计所)摘要:未丈对u人场卜eF装1处理城市污水进行了中试研究,结果表明,当厌乳RHT3一4,卜时,进水谁度总O创矢云场2叭.2一;02.3mg,,,溶BOD:为ao.6一136.smgz一,ss为170.5一189.smgz.时,其平均去除率依次为42.1“东6%,64.卜39.8%和72.9一“.4%.讨论了厌乳HRT,进水浓度,盆度等因于对厌九处理趁策杨每响待况.夜析了伙埃并层在城市污水处理中的作用.关健词:上流式厌氧铁屠污泥复合床城市污水处理水力停留时间常温StudyonMuniciPalSewageTreatmentbyPilotSealeUASB一FeReaetorLiYanehunZhouGuodi:19ZhangMingje(命以h书“昌tD“ign加沱“etofhc动aM“月七动沼E,Jg碑形谬n以g)^娜,畔,,倾“醉移则产,叼阵t`m`ntbyp让ot`aleUAsB一Fe~,ora,,mbien,tlenpera`uer认`,udide·Theresults,h,thatw卜即anaer曲ieHRT认3一`hr,androtalCOD241.2一402.3mg/1di:阳IvedBOD8o.6一13.6nrg/l、SS17o.smg/landtemperatuer29一8亡oft卜e认伽ent,avera罗totalCODermvoaleffieieney1542·1一56.6%,avoragedis阅Ived仪)Dremvoaleff记ieney3,.5一64.0%a碱vaaer梦55vaemorloffieioney65·4一72·9%·TI、einflueneoofHRT,influentconeentrationandtemp吧Tatuerm~。翎!eff让玉即叮峨dicsu撇d.theeffeetofironm曰iainmunieipal佣wa罗traetmenti,analy:ed.Keywo心:u八名B一决,municipal脱wageteeat~tHRT,娜ib。爪temperature·1前言厌氧处运技术具有节能、运行费用低等优点,但长期以来厌氧一直被用来处理有机固体及高浓度的废液,但在低浓度城市污水的处理方面,无法与好氧技术抗衡,一方面原因是厌氧生物过程固有特点所造成的,另一方面是厌氧反应器的类型单一,反应器设计不够先进,SRT不能达到很高,从而污染浓度无法提到较大的水平,使厌氧处理技术的缺陷更为明显,无论处理效果上,还尾经济上都处于不利的地位。世界各国厌氧学者根据厌氧微生物处理污水的特点.开发了各种新型高效厌氧装耸,使厌氧处理城市污水不再是设想,而是变为可能与现实.目前,国内外对厌氧处理城市污水进行了广泛的研究,本文在小试基础上,对UASB一eF处理城市污水进行了中型试验,取得了较好的运行效果2装置设计UAS一Fe是在UASB结构基础上改进的装置,考虑到铁(eF)对生物处理污水有催化刺激功能,以及铁本身具有的特性等,它对去除有机物具有辅助作用.因此,在设计厌氧装置时,在其内部设置了一定高度的铁刨花填料层,该层不但对生物降解污染物有促进作用,并为生化处理创造了条件,而且也有截留污泥的效果,从试验可看出UASB一eF单元具有悬浮增长和附着增长系统的双重特点。由于铁离子的存在,污泥沉淀性能得到改善。...一、卜卜岁岁又又豁豁券券焦焦焦图1UASB一Fe中试示意图DOI:10.14034/j.cnki.schj.1993.03.007一21一表1项目UASB一Fe尺寸飞尺寸CO众r与BO厉的相关性方程如下:CODcr一24一97斗王.79砂0珑一’远感21长x宽x高0.6xo.6X3.sm有效水深3.7m污泥床高度1.7m铁填料高度1.om三相分离区高度。.257m沉淀区高度。.743m有单容积1.33m,3试验水质试验污水取自城市污水与水盖,它主要由附近家属宿舍生活污水及小型工厂企业排放的康水混合而成.其水质成份见表艺。表2试验城市污水水质指标}数值(m:月){指标丁一教值一总CO玖r溶CODe:溶BOD。T一NNH:一N尸(〕尸-183。5一573.1128.4一370.654.7一199.236一6726一5312一326,5一7.2215一451m吕/I45一297.3m息/I29一8亡0.1一0.7mg/l0.1一4.Zm它/I仕队刁玉季石月尺万饥_-4.1UASB一Fe反应器启动·`-接种污泥来源于厌氧塘底部沉秘污握.经过筛选去除污泥中较大有机物或颖粒无机物扩然后用泵轴进UABS一eF装置内.经化验一MLVSS一为26·729/l,MLSS为57.269/l。厌氧启动选择在夏季,历时70夭,水温为29一24℃,水力停留时闻从1。小时缩至4小时.在厌氧停留时间较长时,Cor址r处理效率很高,出水总COcDr一般低于10Omgl/,BODS达几个毫克升。在HRT为4小时条件下,厌氧出水CODcr,BODS,55等指标可达到国家规定的二级标准。在启动期,由于气温、水温较高,每天从UASB一F。放出一定量的沼气,产气量平均为198一181ml/gCODer。表3列出了启动期厌氧装置的处理效果。声ō。ùó根据城市污水溶COcDr,BODS浓度大小,可计算污水中.ODS/COcDr比值介于0.42一。.60,溶表3启动负荷条件下的运行结果之之卜赴赴落CODer总COcD,溶BOD。SSSS备注注}}}}}}}}}进进水浓度(mgl/)))128.4一217.5233.2一323.7547一1《)5.5158一2188829一24亡亡去去除率(%)))56.8一74.366.8一77.640.3一83964.7一76.777HRTI()小时时进进水浓度(mg/l)))138.5一192.9183.5一278.963.9一90,7151.3一194442,一24亡亡去去除率(另)))57.1一69.061.8一73.863.7一74563`1一76.777HRT6小时时进进水浓度m`lll/139.3一174。1227.1一260.665.1一只0.2156一217.33329一24CCC去去除率(%)))49.1一58.252.3一58.860.4一68.561.4一67.444HRT4小时时4.2UASB一Fe反应器研究运行4.2.1处理效果表4列出了UASB一Fe装置历时208天试验运行结果的平均值.图2,图3,图4及图5分别为厌氧UASB一eF进出水CO玩r,BODS,55的历时变化曲线。从图上可以看出,进水CO众r浓度总的趋势是恰时间方向而提高,厌氧出水Cor兄r随进水波动而变化较为敏感.’BODS进水出水浓度变化与co众r变化相似,UASB一Fe出水悬浮物浓度随进水悬浮物变化而彼动幅度较弱,在历时曲线上基本上保持着较不平缓趋势.这表明,uAsB一eF对悬浮物具有较好的去除功能.表4中数据表明,当水温)8℃,厌氧HRT3一4小时条件下,UASB一eF的总CODer,BODS.55去除率分别为42.1一56.6%,39.8一64.0%和65.4一72·9%。4.2.2水力停留叶间在处理城市污水时,HRT是一个起限制作用的因素,因为城市污水浓度低,水量大,如果要发挥厌氧技术费用省等优点,必须缩短HRT,达到能减少UADB一eF容积,以降低构筑物造价及占地面积.一22一表4UASB-Fe试验研究运行结果派派户之六斗火竺竺溶CO氏r总Cor阮r溶〕〕D。55552229~24℃:::一臼几几154.8241.280.6189.888HHHRT4小时时.:一妙浓度m(动)))69.9104.729.065.777“““妞水浓度(mgl/)))54.956.664.065.444~~~~~:户’’去麟(%)))))2223一18七``进水浓度(mgl)))/176.7264.283.5184.999HHHRT4小时一’’出水浓度(mg1/)))85.3125。542.554.111””`·少’关关去除率(肠)))48.352.543.172.999〕〕_r一,认认进水浓度(mgl/)))188.8287.791.9179.333解解)18耳。一;`「「二出水浓度(mgl/)))109.1151.345.958.888娜娜咚少时,一,,t去除率`%)))42,247.45D.067.222幸幸Za闷18芍’...进水浓度(mgl/)))194.4286,994.7175.222一一,邢尽和令时·、、、出水浓度(mg7。。128.5179`057.463。222去去去除率(%)))33。937。639.463。9991118~13℃℃进水浓度(mgl/)))187.9267.191.9175.999HHH卫T4小时时出水浓度(mg/l)))1075134.446,058.555去去去除率(%)))42.849.74,.972.4441113~8℃℃进水浓度(rng/l)))268.3402.3136。8180.222HHH卫份4小时时出水浓度(mgI/)))164.7220,57《).052.888汰汰一七`,lll去除率`%)))38.645.248.870.777...1子,分刃刃进水浓度(mgl/)))222.4379.6107.4170。888一一HR了忿小时时出水浓度(mgI/)))135.9219.864.750。444...尸一训气:::去除率(%)))38,942.139.870.555冲、:..7卜掣才比水ēl、旨)OQu确九、v户叭沪`一刁1/、ùuù倒锐00口咖,00300200|100J200叹歹0015石时何〔天)臼、长一()l一。r浓度研究运}厂l}}j}))’时变化}01。ó320川16(二、.`)QOU处`华扒加、,铲120时间(J`)图3溶CODC:浓皮研究运行期历时变化曲线{间口`i知通BOI儿i议反即r卜乙运行期历时变化曲线然而HRT短,表面负荷就大,污泥流失将很严重,厌氧环境下降低有机物的微生物换代期较长,由此将会造成厌氧装置内污泥越来越少的严重后果.处理效果急剧变差,直至失败.HRT也不宜太长,应有一个限度,以免影响工程造价的过多增加。因此,HRT是一个起控制作用的设计参数,而不是以负荷作为设计的指标。本试验考察了不同HRT下,UASB一Fe的运行情况,见表3,表4。从表中可看出,随HRT延长,UASB一Fe去除率提高,但不是一23一成正比的,在达到一定的HRT咸’再增长RHT,则去除率提高不多。试验表明,当厌氧装置为2小时运转时,随着温度下降到本试验运转期内最低温度区,即13一8亡时,它的去除率下降很多,开始运转不十分正常,由此无法考察该温度区内其工艺处理情况。在冬季,当厌氧单元停留时间3小时,进水浓度379.6mg/l,其总CODer去除率为42.1%,当HRT延长至4小时,由于此时总COD。r进水浓度增大至峨02.3mg月,厌氧总CODer去除率增至45.2%,从这数据看出,厌氧HRT提高1小时,即提高33.3%,厌氧总CODcr仅提高3,l%,这说明对厌氧单元而言,HRT选择3一4小时较为适宜。、…川之竺图7反映了HRT4小时条件下,UASB一及去除CODcr,OBDS,站平均效率随温食的变化折线,从图中可看出,随温度下降,总COD。r去除率降低,并下降幅度较其它两条线明显,oBDS`及SS去除率有下滑趋势。随温度降低而波动,UAS3召Fe常规污染指标去除率有所下降,造成一定影响。比较而言,夏季与冬季的总CODcr去除率差异闻大,大约有10个百分点。.4.25铁镇料层作用浅析铁是活泼金属,它可以把某些金属置换出来,沉积在铁表面,把有毒物质还原成无毒或毒性较小的物质形态,其与硫作用生成Fes,去除不利于厌氧的毒物.铁可把不易生化的物质,还原成易生化的物质,以提高BOI)5/CODcr比值。在装置内铁与其它元素形成小原电池,产生电场,在短