分散式生活污水处理一体化设备设施

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分散式生活污水处理一体化设备目前, 污水处理的普及率越来越高, 而污水处理的能耗问题也愈发突出, 在典型的污水好氧生物处理系统中, COD的去除是通过曝气实现的, 通常需要高于2.0 mg·L-1的溶解氧来降低污水中的COD, 而曝气是污水处理系统中能源消耗最多的部分, 据统计, 约占总电量消耗的50%~60%.在曝气阶段, 污水中的COD被转化为CO2排放到大气中, 常规活性污泥法中, 二氧化碳的总排放量为0.544~0.616 kg·m-3, 有机质没有被有效利用.

　　与好氧生物处理技术相比, 厌氧生物处理技术无需曝气, 可通过厌氧微生物将污水中的COD转化为甲烷和二氧化碳等, 节省能耗的同时可产生清洁能源甲烷, 甲烷是一种非常有价值的碳氢化合物生物燃料, 其热值高达36.5 MJ·m-3.传统的厌氧生物处理技术主要集中于高浓度废水, 如食品废水、养殖废水和酒精废水等, 对于低浓度的城市生活污水研究较少, 其原因是在常温和低浓度条件下厌氧微生物生长缓慢, 而随着能源的日益紧缺及厌氧生物处理技术的不断发展和完善, 越来越多的研究者把目光转向低浓度污水的厌氧生物处理,, 通过分离水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(sludge retention time, SRT)维持系统内的微生物数量来克服厌氧微生物生长缓慢, 反应速率低的缺点.

　　分散式生活污水处理一体化设备厌氧滤池(AF)是一种内部填充固体滤料的反应器, 微生物在滤料表面附着生长, 形成厌氧生物膜, 通过生物膜内微生物的生化反应及滤料层的吸附截留作用降解转化污染物.厌氧生物滤池微生物量高、抗冲击负荷能力强, 可以有效地分离水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT), 运维成本较低, 是一种理想的厌氧反应器形式.

反应器的启动与运行控制

　　反应器在HRT=24 h的条件下启动, 进水COD浓度为110.7~404 mg·L-1, 平均浓度为244.6 mg·L-1, 运行28 d后, COD去除率可稳定达到75%以上, 此后进入HRT优化期, 共分为5个不同阶段, 分别为24 h(第29~49 d)、18 h(第50~70 d)、12 h(第71~97 d)、5 h(第98~136 d)和2.5 h(第137~178 d), 以达到低HRT条件下城市生活污水厌氧生物处理.每次HRT的改变均在前一阶段运行稳定后进行.

　　分散式生活污水处理一体化设备1.3 常规分析方法

　　水质分析方法：COD采用快速消解分光光度法[北京连华永兴科技发展有限公司, 5B-3(C)]测定.

　　扫描电镜方法：首先将滤料样品置于2.5%戊二醛中, 于4℃冰箱中固定1.5 h, 用磷酸缓冲液冲洗3次后分别用50%、70%、80%、90%和100%乙醇进行脱水, 每次10~15 min.然后分别用100%乙醇/乙酸异戊酯(1：1)、纯乙酸异戊酯各置换, 每次15 min.干燥喷金后采用扫描电镜(Hoskin Scientific, Tokyo, Japan)对样品进行观察.

　　挥发性脂肪酸(volatile fatty acid, VFA)和气态甲烷(gCH4)用装有氢火焰离子化检测器(flame ionization detector, FID)的Agilent 7890A系列气相色谱(Agilent Technologies, USA)进行分析, 挥发性脂肪酸(VFA)分析测定前水样经0.45 μm滤膜过滤.