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随着我国工农业的飞速发展和人口的不断增加,环境、资源和能源等问题越来越严重,水环境恶化及能源短缺问题已经成为制约我国社会经济可持续发展的两大隐忧。厌氧生物处理工艺作为一种既节能又产能的废水处理技术,为废水处理方法提供了一条既高效能又低能耗,而且符合可持续发展原则的治理废水的途径。本课题组结合UASB反应器的优点与不足,研究开发了气动UASB反应器,该反应器具有常温下启动时间短、投资省、处理费用低、对污水CODCr浓度波动适应性好、产气量大、出水符合农村灌溉水肥要求等优点,适用于乡镇级小城镇处理费用难以承担、较低出水水质要求、具备灌溉条件的生活污水处理。本课题组研究开发的气动UASB反应器,采用自产生的沼气循环来完成搅拌,不但处理费用低廉,而且在传质效率及搅拌能力上远优于普通的UASB反应器。本试验利用青岛理工大学家属院生活污水,历时126d,研究了在常温条件下,气动UASB反应器对低浓度城市生活污水的处理效率;温度、pH值、VFA值、容积负荷(VLR)等工艺条件对气动UASB运行工况的影响;改变搅拌方式(每天启动气泵三次,每次30min),对污水处理效率的影响;负荷达到5.0kgCOD/(m3·d)后,继续增加负荷,探讨本反应器的最大容积负荷;并对氨氮的去除效果以及污泥形态进行了试验研究。试验结果表明:1.该反应器常温下仅用51d就完成了启动,远远高于普通UASB的启动时间(普通UASB反应器一般为36个月)。其主要原因在于该反应器污泥床区具有较高的气体上升流速,高的上升流速(Ascensional Velocity)对污泥有良好的选择作用,同时也增强了生活污水与污泥之间的传质效率。2.系统运行稳定,对污水CODCr浓度波动适应性好。当反应器稳定在5.0kgCODCr/(m3d)时,进水CODCr浓度为336808mg/L时,出水CODCr保持在120mg/L以下,出水CODCr去除率稳定在80%以上。3.CODCr去除效果好。容积负荷达到5.0kgCOD/(m3·d)时,系统对低浓度生活污水的CODCr去除率达到80%以上,出水CODCr浓度≤120mg/L,对单纯的一个厌氧处理系统,从试验结果来看,CODCr处理效果还是不错的。4.该反应器出水氨氮(NH4+-N)比进水要大,系统出水CODCr浓度较低,而且厌氧反应器对病毒性微生物具有良好杀灭效果,出水符合广大的农村灌溉水肥的要求。5.在处理城市生活污水中不存在对高浓度废水厌氧处理影响很大的外界添加碱度因素。这是因为生活污水本身浓度较低,产生的VFA较少,一般出水VFA在450mg/L以下,同时由于其含有的基质具有良好的生化性,转换的VFA能够马上被转化成沼气,排放到外界,这样能够引起pH降低的VFA不足以克服废水中原有存在的pH缓冲系统而能够保证废水pH的稳定。