城市生活污水作為一種低濃度綜合污水，其處理方法相當多，可以認為任何一種好氧處理技術(shù)都可用于生活污水的處理上，并可保證COD較好地達標，但一般根據可水量的大小及所要求的排放標準不同，采用不同的處理方式。從最初的普通活性污泥法，到A-O、A-A-O、SBR、A-B法、接觸氧化法、各種形式的氧化溝，都得到了相當廣泛的應用，而且技術(shù)上都已成熟。但目前存在的一個(gè)較大的難點(diǎn)，城鎮污水處理廠(chǎng)一般投資都相當高，而且在建成后運行費用較大，對于一個(gè)日處理1萬(wàn)噸城鎮生活污水的處理廠(chǎng)，投資約在1500萬(wàn)元左右，年運行費用約為150～200萬(wàn)元，因此很多廠(chǎng)都是建得起，運行不起，處理于半運行狀況。為了根本解決這一問(wèn)題，必需尋求一種投資小、運行費用低、操作簡(jiǎn)便、處理效果好的技術(shù)用于生活污水的治理中，確保已建成的污水處理廠(chǎng)能長(cháng)期穩定正常運行。我們利用厭氧UASB對生活污水的厭氧處理進(jìn)行研究，以尋求生活污水利用厭氧處理的可行性。
1 生活污水中試試驗
1.1 試驗目的
（1）觀(guān)察下水道污水一年中水溫的變化規律及受氣溫變化的影響；
（2）觀(guān)察不同季節、月份下水道污水一天水溫、CODcr濃度的變化規律、及與氣溫變化的影響；
（3）探討生活污水采用厭氧處理的可行性；
（4）在不同季節，UASB對生活污水CODcr濃度的去除效率，及運行穩定程度；
（5）為生活污水采用UASB進(jìn)行處理提供設計依據。
1.2試驗裝置與方法
（1）試驗裝置與流程
整套實(shí)驗裝置包括進(jìn)水系統、UASB反應器、沼氣水封及計量系統。UASB反應器為筒體直徑1m，總高3m碳鋼加工成的反應器，其中反應區容積即有效容積為1.0m3。生活污水自下水道由潛污泵將其送至高位槽（潛污泵以高位槽內的液位計自動(dòng)控制），再通過(guò)流量計自流入UASB反應器中，連續進(jìn)水，所產(chǎn)沼氣經(jīng)三相分離器后通過(guò)反應器頂部導出，先由濕式氣體流量計計量沼氣產(chǎn)生量，再經(jīng)水封外排。整個(gè)裝置置于大氣中，UASB外加保溫層，實(shí)驗溫度為常溫。
1.3實(shí)驗方法
（1）生活污水水源水質(zhì)：
中試用生活污水取自我院下水道污水,該污水來(lái)源于學(xué)生宿舍、食堂、圖書(shū)館、豆制品車(chē)間等。經(jīng)過(guò)多天取樣，每?jì)尚r(shí)取一次樣，測定其一天的水質(zhì)變化，其平均水質(zhì)情況見(jiàn)表1。
表1 生活污水一天的水質(zhì)變化情況表
| 取樣時(shí)間 | CODCr濃度(mg/l) | 取樣時(shí)間 | CODCr濃度(mg/l) |
| 2：00 | 92 | 14：00 | 279 |
| 4：00 | 121 | 16：00 | 253 |
| 6：00 | 130 | 18：00 | 342 |
| 8：00 | 374 | 20：00 | 261 |
| 10：00 | 243 | 22：00 | 304 |
| 12：00 | 362 | 24：00 | 134 |
UASB接種污泥為某城市污水處理廠(chǎng)的厭氧消化污泥，菌種添加量為UASB反應器總容積的三分之一（約1m3）。菌種添加后反應器底部污泥層的污泥濃度為100gTSS/l。
（3）實(shí)驗方法：
每天記錄下水道污水的水溫、及氣溫的數值,兩者需同一時(shí)間記錄，記錄時(shí)間是在早上8:30～9:00。記錄水溫時(shí)，先將高位槽中的水放空，然后泵抽30分鐘(使測定的水溫為下水道污水真實(shí)的溫度)，再記錄水溫。觀(guān)察、記錄氣溫也在實(shí)驗現場(chǎng)（室外），據長(cháng)時(shí)間觀(guān)察，氣溫和生活污水水溫相接近。生活污水一年的平均月水溫變化情況見(jiàn)表2。
表2 生活污水一年的平均月水溫變化情況表
| 日期 | 水溫(℃) | 日期 | 水溫(℃) |
| 1月 | 6～9 | 7月 | 29～30 |
| 2月 | 10～11 | 8月 | 29～30 |
| 3月 | 10～12 | 9月 | 22～26 |
| 4月 | 16～22 | 10月 | 22～19 |
| 5月 | 19～22 | 11月 | 15～18 |
| 6月 | 23～15 | 12月 | 7～11 |
2）每隔兩天，在進(jìn)行1）操作的同時(shí)，取UASB進(jìn)、出水測定CODcr濃度，并計算出CODcr的去除率；
3）每隔兩個(gè)月測定某一天下水道污水的變化規律，每?jì)尚r(shí)記錄水溫、氣溫，并取進(jìn)水測定CODcr的濃度；
2 實(shí)驗的啟動(dòng)與運行
整個(gè)實(shí)驗分二個(gè)步驟進(jìn)行，在冬季和夏季各進(jìn)行了三個(gè)月，經(jīng)過(guò)反應器的啟動(dòng)、污泥的馴化、負荷的增加等幾個(gè)過(guò)程。
2.1 UASB的啟動(dòng)
因菌種污泥采用的是城市污水處理廠(chǎng)的厭氧消化污泥，同時(shí)也放置了較長(cháng)時(shí)間，故先對其進(jìn)行恢復活性進(jìn)水。用白糖加自來(lái)水配制成CODCr為1000mg/l左右的溶液作為進(jìn)料，停留時(shí)間保持24小時(shí)，觀(guān)察其去除率（保持在90%以上）與產(chǎn)氣情況，同時(shí)記錄氣溫的變化情況，一周后再配成2000mg/l的溶液進(jìn)料，其余條件不變，持續一個(gè)周，去除率與產(chǎn)氣率也沒(méi)有大的發(fā)生變化，表明污泥活性良好，后以生活污水直接進(jìn)料。
2.2 UASB的運行（污泥的馴化、負荷的增加）
整個(gè)實(shí)驗分為二個(gè)周期，夏季在6～8月進(jìn)行，冬季在11～1月進(jìn)行，兩次實(shí)驗都采取了同樣的步驟，并進(jìn)行了相同項目的分析監測。
因生活污水的COD濃度較低，故只以水力負荷的改變作為實(shí)驗的操作依據。實(shí)驗進(jìn)行始終維持UASB連續進(jìn)水，初期進(jìn)水量0.5m3/d，容積負荷為0.2kg/(m3·d)，水力負荷為0.03m3/(m2·h)，穩定運行二周，然后提高進(jìn)水水量至1.0m3/d，其余條件不變，穩定運行二周，隨后再按0.5m3/d的程度每二周增加一次水負荷，至進(jìn)水水量為3m3/d，水力負荷為0.16m3/(m2·h)，水力停留時(shí)間為8小時(shí)，實(shí)驗停止。
在夏季，三個(gè)月厭氧處理效率一直保持在80%左右，產(chǎn)氣率為0.25 L/g CODCr去除左右，基本沒(méi)有發(fā)生大的變化；在冬季，三個(gè)月厭氧去除效率在75%左右，產(chǎn)氣率為0.15 L/g CODCr去除左右，也沒(méi)有發(fā)生大的變化。在實(shí)驗進(jìn)行中，每次的負荷增加都不會(huì )對厭氧反應器的運行造成大的波動(dòng)。
3 結果與討論
此次實(shí)驗是研究常溫厭氧對生活污水的處理情況，故自始至終反應器的進(jìn)水溫度均為下水道來(lái)水溫度，因此在實(shí)驗中仍表現出來(lái)許多需值得注意的方面。
3.1 pH值
pH值在厭氧消化中對產(chǎn)甲烷菌有較大的影響，一般適宜范圍大致為6.5～7.8之間，且不允許有大的波動(dòng)，當pH值低于6.5時(shí)，甲烷菌就會(huì )受到抑制，使得反應器發(fā)生酸化。生活污水pH一般為中性，而且比較穩定，沒(méi)有大的波動(dòng)，在沒(méi)有非常大的水力沖擊的情況下，進(jìn)水不太會(huì )對反應器造成大的影響，能維持反應器內的pH值基本穩定。在處理水量增加到3m3/d時(shí)，出水pH值仍在7.0以上。在實(shí)際工程運行中，由于生活污水的水量非常大，進(jìn)水的pH值波動(dòng)更小，pH值對反應器的影響更小。
3.2營(yíng)養物的添加
生活污水中所含的各種物質(zhì)比較齊全，含有微生物生長(cháng)需的各種營(yíng)養成份，因此在進(jìn)水中無(wú)需加入微量元素，微生物也能正常生長(cháng)，且能長(cháng)期穩定，夏季運行后的厭氧反應器，經(jīng)幾個(gè)月停止運行，在冬季二次啟動(dòng)微生物也沒(méi)有出現大的變化。
3.3有機容積負荷與水力負荷
本實(shí)驗由于生活污水的COD濃度較低，有機容積負荷的變化較小，因此對厭氧反應器的運行很大程度上由水力負荷控制。當厭氧反應器進(jìn)水量由0.5m3/d增加到3m3/d后，有機負荷由0.2kg/(m3.d)增加到1.2kg/(m3.d)，水力負荷由0.03m3/(m2.h)增加到0.16m3/(m2.h)，在每次增加負荷時(shí)去除率都沒(méi)有發(fā)生下降，由此可知，在一定程度內，逐步地提高負荷不會(huì )對反應器產(chǎn)生影響，實(shí)驗中其最大水力負荷達到0.16m3/(m2.h)，厭氧反應器水力停留時(shí)間為8小時(shí)。
3.4產(chǎn)氣率
產(chǎn)氣率在厭氧反應器的運行中，對于厭氧生物的活性及反應器的運行狀況的好壞也是一個(gè)重要的監測指標。一般情況下，產(chǎn)氣率與COD去除率有著(zhù)相同的關(guān)系，去除率下降，產(chǎn)氣率也表現為降低，但因廢水在反應器中有一定的滯留時(shí)間，而產(chǎn)出的氣體在很短的時(shí)間內既可測定，因此厭氧產(chǎn)氣率較COD的去除率更能快速地反應厭氧的運行情況[1]。產(chǎn)氣率小說(shuō)明產(chǎn)甲烷細菌少或活性弱，反應器有可能會(huì )出現酸化（表現為厭氧出水揮發(fā)性脂肪酸濃度增高，厭氧降解反應受到抑制），因此在產(chǎn)氣率下降時(shí)一定要注意反應器內各項指標的變化。實(shí)驗中厭氧產(chǎn)氣率一直在0.15～0.25 L/g COD去除左右，并一直保持穩定，反應器運行平穩。
3.5溫度
夏季，UASB進(jìn)水水溫為20～25℃，COD去除效率為85%，產(chǎn)氣率為0.25 L/g COD去除，冬季，UASB進(jìn)水水溫為10℃左右，COD去除效率為75%，產(chǎn)氣率為0.15 L/g COD去除。由此可見(jiàn)，UASB進(jìn)水溫度對反應器的運行有一定的影響：溫度下降，COD去除率下降，產(chǎn)氣率同時(shí)下降。因此，利用厭氧處理生活污水，進(jìn)水應有一定的溫度（在20℃以上最佳），所以，應用厭氧處理生活污水一般只能在南方適用。
4 后處理的建議
厭氧出水不能達到生活污水的排放要求，且水中含有一定的氣味，水色較深，因此，必須在厭氧處理后增加一級好氧后處理，保證排放水的達標率。
可采用的好氧處理有很多種，也有很多已直接應用于生活污水的處理，但一般其運行費用都較高。經(jīng)厭氧處理后的生活污水中有機物含量已較低，如再用常規曝氣方法作為后處理，投資及能源浪費都較大。因此選用無(wú)需動(dòng)力消耗的依靠重力流自動(dòng)旋轉布水的滴濾床技術(shù)作為后處理，既能進(jìn)一步對厭氧出水中的有機物進(jìn)行降解，保證出水達標，又無(wú)需消耗動(dòng)力[2]。
利用厭氧——滴濾床的處理工藝已在豆制品加工廢水、啤酒生產(chǎn)廢水、乳品加工廢水等工業(yè)污水處理上成功應用，出水都達到國家一級排放標準。
5 結論與建議
（1）實(shí)驗證明，用UASB處理生活污水是可行的，在常溫下運行，水力停留時(shí)間為8小時(shí)，COD去除率能達到75～85%；
（2）從厭氧反應器的冬季二次啟動(dòng)表明：厭氧菌種能夠在一定條件下長(cháng)時(shí)間保存，再啟動(dòng)時(shí)只需較合適的環(huán)境，在短時(shí)間內即可恢復活性；
（3）在工程應用中，利用厭氧反應器處理生活污水，與所選用的反應器類(lèi)型、結構及所應用地方的氣溫有很大的關(guān)系，一般在南方應用較好；
（4）建議采用好氧滴濾床技術(shù)作為厭氧處理生活污水的后處理工藝，無(wú)需增加運行費用，且出水能很好地保證達標率。（來(lái)源：谷騰水網(wǎng)）
