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作为一种低投资、低能耗、低成本的污水处理系统,人工湿地已广泛应用于处理各种性质的废水。章铌[11]等利用粗砂、粉煤灰、细煤渣、活性炭和空心砖砖块作为基质,再按适当的比例配成填料处理柱,进行处理低浓度生活污水的研究。经过两个阶段的试验研究表明:粉煤灰和细煤渣配合使用去除COD的效果最好,达到了70%。粉煤灰和空心砖块配合使用去除NH3-N和TP的综合效果最好,分别达到了89%和81%。
2.5、升流式厌氧污泥床(UASB工艺)
李平[12]等利用UASB-好氧工艺处理低浓度城市污水,对UASB的实际处理效能进行了考察。结果表明,在试验的进水水质条件下,当UASB的水力停留时间为6h时,系统对COD和BOD5的平均率分别为50%和60%,对TP的去除率为15%~38%。当HRT由5.67h延长到10h时,出水VFA浓度会随之降低,而pH值则始终稳定在6.5~7.5,系统对COD和BOD5的去除率分别增加9%和19%,对溶解性COD和BOD5的去除率分别增加25%和24%。
2.6、膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB工艺)
和UASB相比,EGSB反应器的高径比要大的多,因此微生物厌氧代谢产生的气体能够以较大的表观流速通过反应器,保证了颗粒污泥能够以高浓度均匀存在于反应器的绝大部分位置,大大提高传质速率和微生物浓度,减少抑制剂的抑制作用。王凯军[13]等以水解反应器对城市污水进行预处理,去除SS并提高COD的溶解性和可生化性后,出水进入EGSB反应器。在温度8-12℃时,HRT仅2小时,EGSB可以获得60%的COD去除率。Mario T.Kato[14]等在温度30℃时用EGSB处理进水浓度为100-200mg/L的污水,容积负荷达到12gCOD/L˙d,去除率为80%。Salih[15]等配置COD为500-800mg/L的污水,在10-12℃的温度下用EGSB进行处理,HRT为1.6h,COD去除率可以达到90%。
2.7、厌氧折流板反应器(ABR工艺)和组合式折流板厌氧反应器(HABR工艺)
ABR反应器是20世纪80年代以来发展的一种高效厌氧处理工艺,其实质是一系列升流式污泥悬浮反应器,具有结构简单,生物截留能力强,处理效果好,运行管理方便等优点。
Alette A. M.Langenhoff[16]等研究指出,在进水浓度低(COD为500mg/L)时,发酵菌、产酸菌、产甲烷菌在不同隔室中的选择性累积不会发生。在相同的HRT(10h)下,温度35℃下,HRT缩短到2.85h,进水COD为500mg/L,去除率可达到80%。陈琰等[17]对厌氧折流板反应器在中温条件下处理低浓度废水的是试验结果表明:在进水COD浓度为500mg/L、水力停留时间为3~12h时,COD的平均去除率可达84%,出水COD浓度可降至75mg/L。沈耀良[18]等利用ABR反应器对COD浓度为500mg/L的低浓度废水,将水力停留时间分别控制在12h、9h、6h及3h时,出水浓度均能达到50~70mg/L以下,COD去除率在80%~90%之间;COD浓度为700mg/L和1000mg/L时,水力停留时间为12h、9h、6h时,出水也可以达到100mg/L以下,COD在85%~95%之间,即使HRT降为3h,去除率仍可达到70%以上。
组合式折流板厌氧反应器是在折流板厌氧反应器的下部增设污泥床,用增加生物量的办法来提高系统的净化能力。傅嘉媛[19]等利用组合式折流板厌氧池处理城镇污水,中试结果表明,以HABR处理城镇污水,若容积负荷控制在1~2KgCOD/(m3˙d),COD去除率可达70%~80%,出水COD和SS的浓度可达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准。
3、结语
目前,我国的城市污水处理厂进水浓度普遍偏低,碳源不足,脱氮效率难以保证。以好氧活性污泥法为主的城市污水处理技术虽然对污染物的去除率高,但占地面积大、基建投资及运行费用高。然而随着能源的日益紧缺,厌氧工艺的不断发展和完善,低浓度废水的厌氧处理具有能耗低,占地少,管理简便等优点,在生活污水的处理方面有着广阔的应用前景。在国内实际上也已经有众多运用业绩,包括传统的化粪池实际上就是一个厌氧消化工艺。由于低浓度废水的排放量比较大,对其进行加热和保温能耗也较高,所以目前对低浓废水厌氧处理的研究,大多注重中低温下厌氧反应器的运行性能。同时,因为单独的厌氧处理对氮、磷等营养元素基本上没有什么去除能力,也不能很好地除去病菌,所以厌氧处理系统后面还应该增设好氧处理。
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