厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用

孟玉勤

摘 要：在分析厌氧生物处理技术的基础上，结合自身的污水处理工程经验角度，论述了厌氧生物处理技术的发展和技术改进，并能从多角度论述了厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用情况，希望对于全面提升厌氧生物处理技术水平有所帮助。

关键词：城市污水;污水处理;厌氧生物处理技术;发展前景

1厌氧生物处理概述

随着人们经济水平的逐步提升，人们越来越关注到环境保护问题。在高浓度有机工业废水的处理过程中，厌氧生物处理技术具有较为广泛的应用前景，其显著优点有：消耗动力小或不消耗，成本低，是好氧处理的不可缺少的前置工序，厌氧反应过程中产生的大量甲烷等气体即沼气，是清洁能源，可有效将其利用为城市能源。

厌氧生物处理技术应用于有机高浓度废水的处理过程中，可以结合实际确定厌氧单元，在无氧环境情况下，经过水解酸化、产氢产乙酸及甲烷菌等微生物对废水中有机物的分解，大分子有机物转换成了小分子有机物，难降解的有机物转化成了易降解的有机物，并生成了甲烷气体，污水得到了净化。一般经过上述方式处理的污水还需要进一步进行好氧处理。城市生活污水则是属于低浓度有机物污染的污水，含有油脂、蛋白质等大分子有机物，在这样的情况下，一般采用水解酸化并结合好氧工艺单元进行处理，以便有效去除水中有机物。另外，还有一种A20生物脱氮除磷系统，则是厌氧单元、缺氧单元、好氧单元依次对废水进行处理，其中，A1段进行酸化反应，A2段开展反硝化技术脱氮， 而O段主要是发生硝化反应，且聚磷菌吸收磷并随污泥排出。

2 厌氧生物处理技术的发展和技术改进

2.1 基本原理

厌氧生物处理的基本原理主要就是在厌氧条件下的，厌氧微生物或者具备厌氧属性的微生物在共存的环境中，有效实现有机物的分解，通过反应使有机物转化成甲烷以及二氧化碳。其中，厭氧对于有机物浓度有着较高的要求，往往需要控制其在1000mg/L以上范围。所以，厌氧生物处理技术往往用于屠宰场、动物养殖场、蔬果加工厂、中药制药厂、啤酒厂等等污水处理项目中。利用此项技术不仅能有效进行有机物的降解处理，在一定的条件下其残余物可用作肥料，沼气作为清洁能源，可用于锅炉燃烧，或开发为其他方面的能源利用。厌氧消化的过程主要涉及到以下两个方面：一是，酸性消化;二是，碱性消化，也叫做甲烷消化。

（1）酸性发酵阶段

在酸性发酵阶段，在产酸菌或者酸性腐化菌的作用下，废水中的大分子有机物发生分解作用，能产生相应的小分子有机物如乳酸、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等，再借助于蛋白质、脂肪、氨基酸进行相应的水解处理能够有效形成氮和氨等。

（2）甲烷消化阶段

在上述作用下产生的有机酸和甲醇、甲胺等有机物，甲烷菌利用发酵作用能将其有效转化生成甲烷。

2.2 厌氧反应器的发展

结合厌氧反应器的发展过程来看，其主要涉及到以下六个阶段：首先，化粪池处理，在化粪池中，厌氧发酵和沉淀同时开展，具有比较低浓度的厌氧菌，工艺简单，成本较低，能有效去除污水中的可沉积的固体以及油脂的分解，但不能完全有效处理有机物，需要进一步进行好氧处理，如果直接排放，会造成二次污染问题。其次，厌氧生物滤池（AF），它属于高速厌氧反应器的范畴，微生物载体则是填料，由于填料的使用优化了微生物生存的环境，有效提升了微生物浓度，较好地实现了溶解性有机废水的处理要求;三是，厌氧流化床，它能充分利用相应的生物膜来保留住厌氧污泥;四是，厌氧折流板反应器，它具备较高的反应效率，具有推流作用。废水依次流过相应的隔室，不同的隔室构建了不同的微生物环境，前后隔室里的微生物存在着一定的差异性，其表现为前隔室以水解菌为主，后隔室则是以甲烷菌为主，能起到良好的不同反应效果。但这种反应器往往不太适用于COD含量较低的城市污水处理。五是，上流式厌氧污泥床，在这种反应器里，废水从下到上流动，充分发挥床底中颗粒污泥层作用，并使污泥起到良好的絮凝效果。这种分离器往往操作十分简单，投资成本费用比较少，处理效果比较好，处理后水质比较好。但不太使用城市生活污水的处理，因为有机物浓度较低，难以培养颗粒污泥。最后，EGSB则是UASB的进一步发展，能有效进行15℃的生活污水处理，相比而言，能有效提升污水中的不溶性有机物的处理效果。

3 厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用

3.1 现状分析

相比于工业污水来说，结合相应的统计数据，生活污水相对较为稳定，特点集中为颜色较深、浑浊以及恶臭味等，其中所含的酚类、重金属物质较少，而病毒、寄生虫卵以及病原体等较多。结合城市生活污水的发展情况来看，好氧生物处理技术依然在部分城市污水处理中被应用。但随着厌氧生物处理技术的不断发展以及成熟，新建城市污水处理厂开始采用厌氧-好氧搭配工艺法，能有效满足污水处理的实际需求。相比而言，厌氧工艺处理生活污水的优势集中于如下几个方面：一是，一般没有动设备，或动设备比较少，所消耗的能量较低，有效节省能源成本;二是，单元设置简单，占地面积比较少，操作工艺简单可靠;三是，可适应较大规模处理的要求，也能满足小规模处理方式，灵活性较强;四是，成本消耗较低，在小规模情况下的经济成本较小;五是，污泥产量小，处理后的污泥具有较好的脱水性能，后续的污泥处理工作较为简便。

3.2应用模式探讨

厌氧技术用于城市生活污水处理有A1O生物脱氮工艺、A2O生物除磷工艺、A2O生物脱氮除磷工艺、AB吸附生物降解法等工艺模式，其中A2O模式是典型的城市生活污水处理模式，实际上就是厌氧-缺氧-好氧生物处理模式。其中，主要流程如下：厌氧池和缺氧池同时留有进水口，污水依次流过厌氧池、缺氧池和好氧池，好氧池末端的混合液回流至缺氧段前端，二沉池的污泥回流至厌氧池的前端。厌氧池的环境需要满足完全隔绝空气的要求，在厌氧环境下聚磷菌进行有机物能量的吸收，并释放磷。在缺氧段，反硝化菌把好氧段回流来的混合液中的硝酸盐和亚硝酸盐分解成氮气溢出。在好氧段，聚磷菌吸收磷，并随污泥的排放把磷去除;硝化菌把废水中的氨氮转化成硝酸盐，氧化反应能生成H2O和CO2，然后释放到空气中。在这种模式下，通过混合液回流和污泥回流，整个工艺不仅能保障有机物的分解，还具有脱氮除磷的功能。近年来，A2O工艺已被大量用于城市生活污水处理工艺，其出水加上滤池深化处理，系统运行稳定，出水效果好，可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A水质标准。

3.3实际应用

对于污水处理中的厌氧生物处理技术来说，应该考虑到污水温度、COD浓度、Ph值的影响。尤其需要注意厌氧菌増殖较慢，对环境要求条件高，对毒物敏感，对这些因素需要控制。

厌氧反应器一般分中温厌氧消化，高温厌氧消化。中温厌氧消化温度控制在30-35℃，高温厌氧消化温度控制在50-55℃。

不同的厌氧处理工艺对COD的含量要求不同，应区别对待。

在进行厌氧生物处理的过程中，应控制Ph维持在7-7.5之间。

重金属对厌氧反应抑制作用明显，经试验证明，重金属毒性由大到小为：铜、锌、铬、镍、铅，对重金属的去除可通过添加化学物质生成硫化物沉淀、碳酸盐沉淀、氢氧化物沉淀等。高效的厌氧反应往往适用于有机物含量超过1000mg/L的情况。城市污水中有机物浓度比较低，在低浓度的情况下，厌氧微生物的生长受到一定的影响，在这样的背景下，通过UASB、EGSB反应器进行低浓度的污水处理往往具有较为明显的优势，能起到良好的效果。结合国外的厌氧技术应用情况，运用UASB、EGSB反应器等厌氧生物处理技术处理低浓度低温度生活污水具有一定效果。对于印度的UASB系统工程实例来说，可处理温度在30℃左右的生活污水，COD去除率可达68%一74%，废水获得较好的处理效果;荷兰使用EGSB处理低浓度有机生活污水也有着大量的工程实例。

我国的城市污水处理中应用厌氧生物处理技术的相关研究工作起步比较晚，但通过一段时间的不断努力，在城市污水处理的过程中，越来越多应用了厌氧生物处理技术的优势，并结合实际情况开发了一系列的厌氧—好氧工艺。经过实践证明，厌氧系统采用UASB处理器，在低温情况下的COD去除率可达50%，达到了较好的处理效果。

4 结语

综上所述，结合当前的厌氧生物处理技术的特点，从多角度论述了厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用问题，在今后的工作中应该重视如何从实际出发，加强厌氧生物处理模式的创新发展，以便更好符合新时代背景下的城市生活污水处理要求。

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