李彥春¹，馮明謙¹，李振雷¹，孫慧修²，邵巍²，高渝蘇²
（1.中國市政工程西南設計研究院，四川 成都 610081；2.重慶建筑大學
城市建設學院， 重慶 400045）

　　摘要：對上流式厭氧復合床單元及厭氧復合床和一體化氧化溝組合工藝處理城市污水進行了生產性試驗，并對其效果及工藝參數進行了研究。結果表明，厭氧復合床對BOD₅的去除率為41%～51.5%，對SS的去除率為33.7%～48.9%，對污泥的截留率為42%～69%；常溫厭氧、好氧組合工藝處理城市污水效果良好，在厭氧HRT≥3h、好氧HRT≥8 h的條件下，出水COD_Cr、BOD₅、SS均滿足《GB 8978—1996》的一級排放標準要求，其投資、運行費用和能耗均比常規好氧處理工藝少20%～30%。
　　關鍵詞：厭氧復合床；一體化氧化溝；城市污水
　　中圖分類號：X799.3
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1000-4602(2000)04-0017-04

Research on Treatment of Municipal Wastewater by Combined Anaerobic/Aerobic Process at Ambient Temperature

LI Yan?chun¹,FENG Ming?qian¹,LI Zhen?lei¹,SUN Hui?xiu²,SHAO Wei²，GAO Yu?su²
?(1.Southwest? Munic.Eng.Design & Research Institute of China,Chengdu 610081，China;2.Faculty of Urban Construction,Chongqing Jianzhu Univ.,Chongqing 400045,China)

　　Abstract：Treatment efficiency and process parameters of upflow anaerobic multi?reactor (UAMR) and UAMR-Oxidation Ditch (OD) with sedimentation zone were studied in this paper. Resultshowed:BOD₅removal rate of 41%～51.5%, SS removal rate of 34%～48.9%, and sludge capture rate of 42%～69% can be achieved by UAMR process. Good removal efficiency can be achieved at ambient temperature by UAMR-OD process. Effluent COD, BOD and SS concentration can meet the grade 1 criteria of GB 8978—1996 with UAMR HRT≥3 h, OD?HRT≥8 h. The capital investment, operating cost and energy consumption of the process are 20%～30% less than those of traditional aerobic process.?
　　Keywords: upflow anaerobic multi?reactor (UAMR)；oxidation ditch with sedimentation zone;municipal wastewater

　　在UASB和AF的基礎上，設計了上流式厭氧復合反應器(Upflow Anaerobic Multi?Reactor，簡稱UAMR)，用填料和濾層代替了三相分離器，它具有投資省、施工方便，易于啟動等優點。把該裝置與一體化氧化溝進行了有機組合，在四川省彭州市污水處理廠進行了系統生產性試驗研究。

1 試驗流程及方法

1.1 試驗流程
　　 城市污水經格柵除渣后，由泵提升至高位水箱，重力流進入UAMR。它的下部是裝有YDT彈性立體填料的污泥床，上部是爐渣和卵石級配而成的濾床，尺寸Φ×H＝3.6 m×5.0m，處理水量Q＝160～384m³/d；UAMR出水流入一體化氧化溝，尺寸為B×L×H＝2.64m×8.64m×2.4m，處理水量Q＝240m³/d，Fw＝0.04～0.06kgBOD₅/(kgMLSS·d)；充氧用Φ×L＝0.7 m×1.0 m的轉刷。泥水經測溝分離后，出水由出水渠排放，污泥排入貯泥池(見圖1)。

1.2 城市污水水質
　　彭州市城市排水系統較完善，是典型的雨污分流制，其水質具有代表性，試驗期間的水質如表1所示。

表1 彭州市城市污水水質 　 項目 COD_Cr
(mg/L) SCOD_Cr
(mg/L) BOD₅
(mg/L) SBOD₅
(mg/L) SS
(mg/L) KN
(mg/L) NH₃-N
(mg/L) TP
(mg/L) pH 堿度(mg/L) 水溫
（℃） BOD₅/COD_Cr 范圍 194～470 102～200 63～205 40～144 34～355 57～75 36～67 5～9 6.8～7.5 242～365 13～24 0.42～0.64 平均值 256 150 122 73 86 0.48 注　SCOD_Cr、SBOD₅為過濾后測定值；SS為格柵后水樣值。

1.3 分析項目
　　檢測項目及頻率：pH、水溫、流量為1次/2h，DO為1次/h，COD_Cr、BOD₅、SS、MLSS為1次/d，NH₃-N、KN、NO_X-N、TP、堿度為1次/周，所用方法均為標準法。

2 試驗裝置的啟動運行

　　向UAMR和氧化溝內分別接種36m³、3m³該處理廠的二沉池污泥，其VSS/SS＝0.535。然后開始進水并單獨運行，水量從小到大，其間水溫13～15 ℃，進水COD_Cr＝161～350 mg/L，BOD₅＝92～180 mg/L，SS＝33～191 mg/L。20d后，UAMR和氧化溝在HRT＝6 h的條件下運行效果良好穩定，啟動完成。

3 試驗結果

3.1 對COD_Cr、BOD₅、SS的去除效果
　　2月23日至7月2日期間，考察了在不同負荷、停留時間的條件下，裝置對有機物的去除效果(見表2～4)。?
　　從表2～4中可看出，UAMR對BOD₅的去除率為41%～51.5%，對SS的去除率為33.7%～48.9%；全流程對SCOD_Cr、BOD₅的去除率分別為72.9%～86.1%、70.8%～95.9%；最終出水COD_Cr＜60 mg/L，BOD₅＜30 mg/L(除厭+好＝3+6 h負荷外，其余試驗段出水BOD₅＜20 mg/L)；在停留時間為5+6.5 h、4+6 h、3+6 h三個試驗段，出水SS為34～37.5 mg/L(出水SS較高，可能與氧化溝的泥水分離設施存在局限性有關)，其余試驗段出水SS為13～17 mg/L。試驗還表明，一體化氧化溝HRT≤6.5 h，出水SS＞30 mg/L；6.5 h＜HRT≤8 h，出水SS＜20 mg/L；若再縮短時間，側溝式分離器需進一步改進方可滿足出水SS＜20 mg/L標準。

表2　厭氧、好氧組合工藝對COD_cr的去除結果 日期 溫度
（℃） 厭＋好
停留時間
(h) COD_Cr
(mg/L) SCOD_Cr
(mg/L) COD_Cr
去除率(%) SCOD_Cr
(%) 進水 厭出 好出 進水 厭出 好出 厭氧 全工藝 厭氧 全工藝 2月23 日～3月23日 14～15 5+8 249.5 138.8 40.3 215 111 31.5 44.1 84 48.3 85.3 3月24日～4月21日 15～17 5+6.5 261.2 148.3 49.5 161.7 85.1 32.1 43 81 47.4 80.1 4月22日～5月2日 17～18 5+10 300.9 150 35.1 125.3 52.1 24.8 50 88.3 58.4 80.2 5月11日～5月26日 19～21 4+6 274.2 148.1 55.8 141.6 55.6 19.6 45.9 79.6 60.7 86.1 5月27日～6月2日 20～21 4+8 248.8 123.5 42.6 121.6 49.9 32.9 50 82.9 59 72.9 6月16日～6月22日 22～23 3+8 230.8 119.7 36.1 114.4 47.3 23.9 48.1 84.5 58.7 79.1 6月23日～7月2日 22～23 3+6 217.8 114.7 55.2 125.8 52.8 19.1 47.3 74.7 58 84.5

表3　厭氧、好氧組合工藝對BOD₅的去除結果 日期 溫度
（℃） 厭＋好
停留時間
(h) BOD5
(mg/L) SBOD₅
(mg/L) BOD5
去除率(%) SBOD₅
(%) 進水 厭出 好出 進水 厭出 好出 厭氧 全工藝 厭氧 全工藝 2月23 日～3月23日 14～15 5+8 154.7 91.5 8 110.9 56.2 3 41 95 49.3 97.3 3月24日～4月21日 15～17 5+6.5 132.9 71.9 12 79.3 43.1 5 45.9 90.9 45.6 93.7 4月22日～5月2日 17～18 5+10 133.5 71 6 68.6 19.1 2 46 95.9 72.1 97.1 5月11日～5月26日 19～21 4+6 110.2 56.7 12 63.3 21.2 3 51.5 89 66.5 95.3 5月27日～6月2日 20～21 4+8 105.9 53.4 7 57.6 18.1 4 49.5 92.4 68.6 93.1 6月16日～6月22日 22～23 3+8 80.5 42 10 43 16.9 2 47.8 87.8 60.7 95.3 6月23日～7月2日 22～23 3+6 95.3 50.1 27.5 62.5 22.7 4 47.4 70.8 63.7 93.6

表4　厭氧、好氧組合工藝對SS的去除結果 日期 溫度
（℃） 厭＋好
停留時間
(h) SS
(mg/L) 去除率
(%) 進水 厭出 好出 厭氧 全工藝 2月23 日～3月23日 14～15 5+8 82.2 54.5 17 33.7 79.3 3月24日～4月21日 15～17 5+6.5 92.8 56.4 34 39.2 63.4 4月22日～5月2日 17～18 5+10 98 50.3 13 48.9 86 5月11日～5月26日 19～21 4+6 82.3 52.2 37 37 55.2 5月27日～6月2日 20～21 4+8 113 68.8 17 39.1 84.9 6月16日～6月22日 22～23 3+8 73.4 44.4 13.4 39.5 81.7 6月23日～7月2日 22～23 3+6 78.7 48.7 37.5 38.1 52.4

　　隨著厭氧復合床HRT的縮短，對污染物的去除率有所下降，但變化趨勢不明顯，這與進水濃度降低、水溫升高等有關。HRT＝3 h，UAMR去除效果效好，繼續降低HRT，會有大量污泥流失。UAMR對COD_Cr的去除率低于對SCOD_Cr的去除率，這與出水帶走了部分SS有關。
3.2 COD_Cr、BOD₅和SS的變化
　　試驗期間，進水有機物濃度隨氣溫的升高而逐漸降低，CODCr在200～400 mg/L，BOD₅在80～180 mg/L，SS?在70～120 mg/L之間出現的頻率最高。
　　厭氧單元出水COD_Cr、BOD₅也出現與進水相類似的情況，但變化幅度沒有進水大，說明厭氧復合床有一定抗沖擊負荷的能力。
3.3 其他污染物的去除
　　試驗期間對含氮化合物、TP等指標進行了監測，其結果如表5所示。

表5　對氮、磷的去除

mg/L 項目 KN NH₃-N 有機氮 TN TP NO₂^--N NO₃^--N 進水 57～７５ 37～67 6～21 53～77 5～9 0.23 微量 厭出 5377 49～70 53～77 5～9 好出 2266 22～58 5～16 53～66 5～6 1.4～5.3 11～30

　　從表5可看出，該工藝已發生了硝化作用，對　NH₃^--N有去除效果。若增加混合液回流或在溝中設置缺氧區，則可增大N、P的去除效果。
3.4 設計參數的確定
　　通過試驗分析，對于高、中濃度的城市污水，在水溫13～23 ℃條件下，厭氧、好氧組合工藝設計參數可確定為：厭氧復合床：HRT＝3h，上升流速v＝1.23 m/h，保護高＝0.3 m，澄清區＝0.5 m，濾層(爐渣)＝0.5 m，填料區＝2.5 m，污泥區＝1.2 m，總高＝5.0 m；好氧(一體化氧化溝)：HRT≥8 h。

4 討論

4.1 厭氧復合床濾層的凈化功能
　　試驗期間對厭氧復合床爐渣濾層的COD_Cr、BOD₅和SS進行了測定(見表6)。

表6 進出濾層前后SS、SCOD_cr、SBOD₅的變化 負荷
［m³/m².d］ 停留時間
(h) SS
(mg/L) SCOD_Cr
(mg/L) SBOD₅
(mg/L) 濾前 濾后 去除率
(%) 濾前 濾后 去除率
(%) 濾前 濾后 去除率
(%) 4.8 5 213 66 69 65 57 12 23 20 14 6.0 4 64 33 48 59 51 15 26 21 18 8.0 3 68 27 42 53 46 13 20 17 16

　　從表中可以看出，爐渣濾層截留污泥作用明顯，其截留率為42%～69%，濾層對SCOD_Cr、SBOD₅還有12%～18%的去除率。
4.2 填料
　　試驗選用d＝20～40mm的爐渣，由下向上逐漸減小鋪設，在表面還鋪有一層d＝30～40mm的鵝卵石，效果較好，材料價廉易得，應用前景廣泛。
　　為了增加污泥床的污泥濃度，防止污泥流失，試驗采用了YDT彈性立體填料，效果亦好。

5 結論

　　① 常溫厭氧、好氧組合工藝處理城市污水效果良好，在厭氧(UAMR)HRT≥3 h，好氧(一體化氧化溝)HRT≥8 h的條件下，出水COD_Cr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，BOD₅≤20 mg/L。
　　② 厭氧復合床對BOD₅的去除率為41%～51.5%，對SS的去除率為33.7%～48.9%，其結構簡單，運行穩定，是一種簡易、先進、高效的反應器。
　　③ 爐渣作為厭氧復合床濾層濾料是可行的，具有較好的污泥截留效果，截留率為42%～69%，濾層對SCOD_Cr、SBOD₅的去除率分別為12%～15%、14%～18%。
　　④ 在厭氧復合床內裝YDT填料，有利于維持較高的污泥濃度，對反應器在高水力負荷下穩定運行有良好作用。?
　　⑤ 厭氧復合床在水力負荷≤8 m³/(m³·d)、表面負荷≤1.23 m³/(m²·h)條件下，能避免污泥大量流失，運行效果良好。?
　　⑥ 常溫厭氧、好氧組合工藝與常規好氧工藝相比，其投資和運行費可節省20%～25%，能耗可節省約30%，是一個流程短、投資省、維護與管理方便的技術路線。

參考文獻：
［1］王凱軍.低濃度污水厭氧—水解處理工藝［M］.北京：中國環境科學出版社，1991，120.
［2］Sanz.Environ Tech Letter.1990，(5).

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基金項目：“八五”國家科技攻關課題(85-908-03-05)

作者簡介：李彥春(1965-)，男，河南周口人，中國市政工程西南設計研究院高級工程師，碩士，研究方向：市政工程技術。
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