CN103601347B - 一种生活污水的处理方法及uafb-egsb耦合系统的快速启动方法 - Google Patents
一种生活污水的处理方法及uafb-egsb耦合系统的快速启动方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种生活污水的处理方法及UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，它涉及一种污水的处理方法及UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法。快速启动方法：一、将UAFB反应器与EGSB反应器相连接；二、反应器内添加活性污泥；三、启动第一阶段；四、启动第二阶段，即完成UAFB-EGSB耦合系统的快速启动。生活污水处理方法：一、生活污水通入UAFB反应器；二、将UAFB反应器的出水通入EGSB反应器；即实现生活污水的处理。本发明适用于污水处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水的处理方法及UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法。
背景技术
水是人类所必须的不可替代的一种资源，是社会持续发展的重要支柱之一。水资源紧缺、能源短缺和温室效应成为人类亟待解决的突出问题。而国内城镇生活污水排放总量大，出水水质越来越复杂，如何将生活污水资源化利用以及达到回用标准是解决水资源匮乏的重要途径，逐渐成为研究的热点。
对生活污水的处理工艺主要是采用活性污泥法，随着科研工作者的不断创新以及引进国外先进的技术，对于生活污水的处理也有很多新的工艺，如CASS工艺、SBR处理工艺、MBR处理工艺、氧化沟工艺、稳定塘等。同时也伴随着出现一些问题，如工艺运行的能耗方面，杨凌波等对我国2006年500余座污水厂处理污水能耗进行分析，得出结论，我国城镇污水处理厂处理一立方米的生活污水平均消耗电能0.28kW·h，使得运行成本增加，浪费了不必要的能源。另外，采用好氧处理方法，虽然对污水的处理效果很好，但是会产生大量的剩余污泥，对于污泥的处理与处置同样增加运行成本，甚至会对环境造成二次污染。
厌氧生物处理技术由于运行简单、成本低，污泥量少，又能回收能源性气体，并具有很高的容积负荷，使其成为高浓度有机废水的主要处理工艺。厌氧生物处理技术对生活污水中的COD去除效果很好，但是对氮的去除率很低，所以通常后段要加入好氧处理方法以去除污水中的氮素，而且还需要投加碳源，对资源造成了浪费。若厌氧生物处理技术与硝化反硝化耦合，需要有机物为反硝化细菌提供碳源，还会产生温室气体二氧化碳。
所以，目前尚未有比较理想的生活污水处理方法。
发明内容
本发明是为了解决目前生活污水处理方法都存在各种不足的问题，而提供一种优于现有生活污水处理效果的处理方法。
本发明UAFB-EGSB耦合系统按以下步骤进行快速启动：
一、将UAFB反应器与EGSB反应器相连接，UAFB反应器的出水为EGSB反应器的进水；
二、UAFB反应器内添加厌氧消化污泥，EGSB反应器内添加AOB-ANAMMOX颗粒污泥；
三、启动第一阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入模拟生活污水和实际生活污水的混合污水，模拟生活污水与实际生活污水比例为100%-n5%:n5%，n为启动第一阶段运行天数；
四、启动第二阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入实际生活污水，启动第二阶段运行天数为7～9天；即完成UAFB-EGSB耦合系统的快速启动；
其中，步骤三中模拟生活污水的主要成分是：无水乙酸钠133mg/L、氯化铵145mg/L、磷酸二氢钾44mg/L、硫酸镁53mg/L、无水氯化钙13mg/L、尿素30mg/L和微量元素0.67mL/L；
步骤三启动第一阶段运行天数为14～16天；
步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h；步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，EGSB反应器内部采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按EGSB反应器反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
生活污水通入按上述方法成功快速启动的UAFB-EGSB耦合系统进行生活污水处理：
一、生活污水通入UAFB反应器，UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，然后出水；
二、将UAFB反应器的出水通入EGSB反应器，EGSB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，EGSB反应器内部间歇式微氧曝气，然后出水；即实现生活污水的处理；
步骤二中采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
本发明生活污水的处理方法处理1m3生活污水平均消耗电能0.171kW·h，节省能源。
本发明生活污水的处理方法剩余污泥产量低，仅为12.63mg/d，具有降低水处理成本，不易造成二次污染的优点。本发明生活污水的处理方法中不包含好氧处理，无需投加碳源。
本发明UAFB-EGSB耦合系统快速启动需要23天左右，启动成功后对生活污水中的COD和总氮同步去除，COD去除率85%以上，总氮去除率65%以上。
附图说明
图1是UAFB-EGSB耦合系统示意图，其中1为进水桶，2为蠕动泵，3为UAFB反应器，3-1为UAFB反应器填料，4为EGSB反应器，8为温控仪，9为集气瓶，10为湿式气体流量计，11为沉淀池，4-1为EGSB反应器曝气条，4-2为EGSB反应器回流口，17为曝气泵，18为出水桶。
图2是实施例1快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统COD去除率的曲线图。
图3是实施例1快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中各种挥发性有机酸含量的曲线图。
图4是实施例1快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中TN浓度的变化曲线图。
图5是实施例1快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中NH4 +-N浓度的变化曲线图。
图6是实施例1快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中NO2 --N和NO3 --N浓度的变化曲线图。
图7是实施例2生活污水处理过程UAFB-EGSB耦合系统中COD浓度曲线图。
图8是实施例2生活污水处理过程UAFB-EGSB耦合系统中TN浓度曲线图。
图9是实施例2生活污水处理过程UAFB-EGSB耦合系统中NH4 +-N浓度曲线图。
图10是实施例2生活污水处理过程UAFB-EGSB耦合系统中NO2 --N和NO3 --N浓度曲线图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式UAFB-EGSB耦合系统按以下步骤进行快速启动：
一、将UAFB反应器3与EGSB反应器4相连接，UAFB反应器的出水为EGSB反应器的进水；
二、UAFB反应器3内添加厌氧消化污泥，EGSB反应器4内添加AOB-ANAMMOX颗粒污泥；
三、启动第一阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入模拟生活污水和实际生活污水的混合污水，模拟生活污水与实际生活污水比例为100%-n5%:n5%，n为启动第一阶段运行天数；
四、启动第二阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入实际生活污水，启动第二阶段运行天数为7～9天；即完成UAFB-EGSB耦合系统的快速启动；
其中，步骤三中模拟生活污水的主要成分是：无水乙酸钠133mg/L、氯化铵145mg/L、磷酸二氢钾44mg/L、硫酸镁53mg/L、无水氯化钙13mg/L、尿素30mg/L和微量元素0.67mL/L；
步骤三启动第一阶段运行天数为14～16天；
步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h；步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，EGSB反应器内部采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
本实施方式快速启动用到的实际生活污水（100%）水质如下表1所示：
表1
| 项目 | 含量(mg/L) | 平均值(mg/L) | 项目 | 含量(mg/L) | 平均值(mg/L) |
| COD | 104.9～408.4 | 194.5 | TN | 32.3～56.55 | 42.9 |
| PO4 2- | 10.32～26.25 | 20.43 | NH4 +-N | 14.98～59.92 | 41.24 |
| Cl-1 | 115.2～140.3 | 130.6 | NO2 --N | 0～0.39 | 0.085 |
| pH | 7.14～7.82 | 7.45 | NO3 --N | 0～2.69 | 0.55 |
EGSB（Expanded Granular Sludge Bed）反应器是在上流式厌氧污泥床（UASB）反应器的基础上开发的第三代超高效厌氧反应器，对有机物有较好的去除效果，主要用于去除COD。
本实施方式将两个厌氧反应器进行耦合，在本实施方式中EGSB反应器能进一步的降低污水中的COD，更有效的降低了水中的总氮；而且EGSB反应器在除氮的过程中无需额外投加碳源。
本实施方式步骤二中的AOB-ANAMMOX颗粒污泥按以下步骤进行培养：
一、EGSB反应器内添加ANAMMOX颗粒污泥，然后通入含氮模拟废水，并对含氮模拟废水曝氮气使进水溶解氧浓度24h内逐渐下降至1.0mg/L；在温度为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天；
二、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，控制溶解氧浓度为1.2±0.3mg/L；在温度为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养41～43天；
三、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水进行微氧曝气，曝气量为150mL/min；在温度为33±2℃，水力停留时间为2.3h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养26～28天；
四、对进入EGSB反应器的含氮模拟废水采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气量为200mL/min；在温度为33±2℃，水力停留时间为4h，EGSB反应器内上升流速为7m/h的条件下培养10～12天，即得到AOB-ANAMMOX颗粒污泥；
其中，步骤一中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐氮浓度为273±5mg/L；
步骤二中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐氮浓度为273±5mg/L；
步骤三中保持含氮模拟废水中氨氮浓度为240±5mg/L、将含氮模拟废水中亚硝酸盐氮浓度由273±5mg/L逐渐降低至0mg/L；
步骤四中将含氮模拟废水中氨氮浓度逐渐减少至50mg/L、保持含氮模拟废水中亚硝酸盐氮浓度为0～25mg/L。
含氮模拟废水中NH4Cl的浓度为97.5～900mg/L、NaNO2的浓度为127.7～1352mg/L、KHCO3的浓度为1000mg/L、KH2PO4的浓度为50mg/L、MgSO4·7H2O的浓度为200mg/L、CaCl2·2H2O的浓度为151mg/L、维生素的浓度为0.25ml/L、微量元素的浓度为0.31ml/L。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤二中UAFB反应器3的有效体积为2.55L，厌氧消化污泥的添加量为300～450mL。其它步骤及参数与实施方式一相同。
厌氧消化污泥来自哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室的UASB反应器。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：步骤二中EGSB反应器4的有效体积为1.53L，反应区体积为1L，沉淀区体积为0.53L，AOB-ANAMMOX颗粒污泥的添加量为250～350mL。其它步骤及参数与实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三的不同点是：步骤二中UAFB反应器3的有效体积为2.55L，反应区体积为2.0L，沉淀区体积为0.55L；UAFB反应器3内装有填料，填料体积为1.0L。其它步骤及参数与实施方式一、二或三相同。
本实施方式UAFB-EGSB耦合系统每日处理污水量为6.0L，UAFB反应器反应区内径为80mm，上升流速为0.05m/h。
本实施方式填料为直径10mm的圆形环状填料。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一的不同点是：步骤二中EGSB反应器4的高径比为20。其它步骤及参数与实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一的不同点是：步骤三和四中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。其它步骤及参数与实施方式一至五之一相同。
本实施方式UAFB-EGSB耦合系统每日处理污水量为6.0L，EGSB反应器反应区内径为40mm，计算后上升流速仅为0.2m/h，但为了保证颗粒污泥的膨胀状态，需要保持一定的上升流速，因此步骤三和四中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
具体实施方式七：生活污水通入按具体实施一所述方法成功快速启动的UAFB-EGSB耦合系统生活进行污水处理：
一、生活污水通入UAFB反应器3，UAFB反应器3内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，然后出水；
二、将UAFB反应器的出水通入EGSB反应器4，EGSB反应器4内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，EGSB反应器内部间歇式微氧曝气，然后出水；即实现生活污水的处理；
步骤二中采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按EGSB反应器反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
本实施方式适合处理低碳氮比，既COD在450mg/L以下，氨氮在60mg/L以下的生活污水。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七的不同点是：步骤二中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。其它步骤及参数与实施方式七相同。
本实施方式UAFB-EGSB耦合系统每日处理污水量为6.0L，EGSB反应器反应区内径为40mm，计算后上升流速仅为0.2m/h，但为了保证颗粒污泥的膨胀状态，需要保持一定的上升流速，因此步骤三和四中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
实施例1
UAFB-EGSB耦合系统按以下步骤进行快速启动：
一、将UAFB反应器3与EGSB反应器4相连接，UAFB反应器的出水为EGSB反应器的进水；
二、UAFB反应器3内添加厌氧消化污泥，EGSB反应器4内添加AOB-ANAMMOX颗粒污泥；
三、启动第一阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入模拟生活污水和实际生活污水的混合污水，模拟生活污水与实际生活污水比例为100%-n5%:n5%，n为启动第一阶段运行天数；
四、启动第二阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入实际生活污水，启动第二阶段运行天数为8天；即完成UAFB-EGSB耦合系统的快速启动；
其中，步骤三中模拟生活污水的主要成分是：无水乙酸钠133mg/L、氯化铵145mg/L、磷酸二氢钾44mg/L、硫酸镁53mg/L、无水氯化钙13mg/L、尿素30mg/L和微量元素0.67mL/L；
步骤三启动第一阶段运行天数为15天；
步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30℃，水力停留时间为6h；步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30℃，水力停留时间为6h，EGSB反应器内部采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按反应区每升体积200mL/min的曝气量进行曝气。
本实施例快速启动用到的实际生活污水的COD值在177.6～414.3mg/L之间波动，COD值平均在200mg/L以上；实际生活污水的总氮值在32.3～56.55mg/L之间波动，平均值在42mg/L以上。
本实施例步骤二中UAFB反应器3的有效体积为2.55L，反应区体积为2.0L，沉淀区体积为0.55L，厌氧消化污泥的添加量为300～450mL，UAFB反应器3内装有填料，填料体积为1.0L。
本实施例步骤二中EGSB反应器4的有效体积为1.53L，反应区体积为1L，沉淀区体积为0.53L，EGSB反应器的高径比为20，AOB-ANAMMOX颗粒污泥的添加量为250～350mL。
本实施例步骤三和四中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
本实施例快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统COD去除率如图2所示。本实施例启动第一阶段UAFB-EGSB耦合系统对COD的去除率在80%以上。UAFB反应器的运行稳定，减少了对EGSB反应器的工作压力，保证了UAFB-EGSB耦合系统具有很强的抗水利冲击能力。
快速启动过程中UAFB反应器的出水COD平均值为48.3mg/L，EGSB反应器的出水COD平均值为30.0mg/L，可见UAFB反应器出水已经符合国家城镇生活污水排放水质一级A标准。EGSB反应器内主要以氨氧化细菌（AOB菌）和厌氧氨氧化菌（ANAMMOX菌）为主，对COD有15mg/L以上的去除效果，原因在于ANAMMOX菌利用了部分小分子有机酸导致COD的去除。
本实施例快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中各种挥发性有机酸的含量如图3所示。UAFB反应器的出水和EGSB反应器的出水中挥发性有机酸的量以乙酸和丙酸为主，丁酸和戊酸的含量几乎没有。对比图2看出进水COD的增大直接导致出水挥发性有机酸含量的增加，说明出水的COD大部分为挥发性有机酸。启动第一阶段UAFB反应器出水中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸的平均值分别为17.35mg/L、9.61mg/L、1.07mg/L、0.554mg/L，EGSB反应器出水中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸的平均值分别为11.05mg/L、1.688mg/L、0.443mg/L、0.195mg/L。启动第二阶段UAFB反应器出水中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸的平均值分别为15.99mg/L、8.55mg/L、1.098mg/L、0.72mg/L，EGSB反应器出水中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸的平均值分别为8.85mg/L、3.0mg/L、0.856mg/L、0.56mg/L。说明在EGSB反应器中，丁酸和戊酸被利用的很少，而丙酸的去除率要高于乙酸的去除率，分析是丙酸被微生物利用时要先分解为乙酸，所以乙酸既有被消耗的也有生成的，导致去除率降低。
本实施例中UAFB反应器主要用于去除生活污水中的COD，而生活污水中的氨氮主要通过EGSB反应器中的AOB菌和ANAMMOX菌协同作用被消耗利用，转化为氮气。本实施例快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中TN的浓度如图4所示。UAFB反应器对总氮不仅没有去除，反而出水的总氮要略高于进水的总氮，原因在于厌氧条件下硝化细菌难以生存，而进水中只有氨氮，缺少反硝化细菌必须的底物，所以对总氮没有去除效果；同时生活污水中含有蛋白质等成分，经过厌氧水解酸化后别分解为氨基酸等小分子物质，增加了出水总氮的含量。启动第一阶段进水为模拟废水和实际生活污水的混合污水，进水总氮在41.61～56.55mg/L范围内波动，启动刚开始环境的改变对EGSB反应器影响较大，总氮的去除率只有30%左右，主要是进水水质的突然改变影响了颗粒污泥的活性，随后颗粒污泥逐渐适应环境，对总氮的去除率提高到80%以上，出水总氮降低到10mg/L以下。启动第二阶段为100%的实际生活污水，第16天开始进水总氮逐渐从46.3mg/L升高到55.4mg/L，而出水总氮也在不断升高，处理效果下降到60%以下，说明此时EGSB反应器抗容积负荷能力较差，进水水质的波动严重影响AOB-ANAMMOX颗粒污泥对氮的脱除。第23天反应器基本稳定，出水总氮维持在12mg/L左右。
本实施例快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中NH4 +-N的浓度如图5所示。UAFB反应器出水总氮的升高主要是氨氮浓度的增加，而EGSB反应器受水质变化影响较大，主要原因是ANAMMOX菌的活性降低，导致刚投加部分实际生活污水时氨氮的去除率下降到40%以下，随后EGSB反应器逐渐适应了环境的改变，氨氮的去除率不断上升到80%。第16天之后进水为100%的生活污水，出水氨氮浓度在10mg/L以下，第24天出水氨氮浓度在5mg/L以下，说明AOB-ANAMMOX颗粒污泥协同作用起到了优异的氨氮去除效果。
本实施例快速启动过程中UAFB-EGSB耦合系统出水中NO2 --N和NO3 --N的浓度如图6所示。启动第一阶段前6天，UAFB-EGSB耦合系统出水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮在1.0mg/L以下，主要原因是进水中没有亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，同时ANAMMOX菌活性受到抑制，硝酸盐氮几乎没有积累，随后硝酸盐氮有所积累，启动第16天之后进水为100%实际生活污水，出水硝酸盐氮平均值为6.1mg/L，出水几乎没有亚硝酸盐氮。
本实施例UAFB-EGSB耦合系统快速启动成功后取EGSB反应器内颗粒污泥做FISH分析以及透射电镜分析。AOB菌和少量的硝化菌（NOB）在颗粒污泥的表层，消耗水中的溶解氧，并将生活污水中的氨氮部分转化为亚硝酸盐氮，为内部的ANAMMOX菌提供厌氧环境以及必须的基质底物，从而达到对生活污水中氮素的有效去除。与启动前相比AOB菌在数量上有很大的增长，原因是AOB以CO2为碳源进行自养生长，同时也能以有机物为碳源进行混养生长，而且进入EGSB反应器的污水中COD浓度在45mg/L左右，为AOB菌提供了有机物，加快了AOB菌的繁殖。
透射电镜观察到EGSB反应器内颗粒污泥外层微生物形态多样，相比于启动第一阶段时期菌群结构更加复杂，有大量的杆菌出现，长度在3.0～4.0μm，分析可能是反硝化细菌。对颗粒污泥外层局部放大，依然能够观察到很多符合AOB菌形态特征的细胞，而其他圆形微生物形态类似于ANAMMOX菌，间接说明了进入实际生活污水之后氨氮去除的原因。在颗粒污泥的内部细胞形态基本一致，说明为一种微生物，只有极少数的杆状微生物，可见颗粒污泥对水质复杂的生活污水有很强的的适应能力。在颗粒污泥内部有明显的“沟壑”，这些“沟壑”可能是厌氧氨氧化菌产生的氮气聚集在一起从颗粒内部排除的气孔，同时有利于基质底物在颗粒污泥内部的传递。
实施例2
生活污水通入按具体实施一所述方法成功快速启动的UAFB-EGSB耦合系统生活进行污水处理：
一、生活污水通入UAFB反应器3，UAFB反应器3内温度控制为30℃，水力停留时间为6h，然后出水；
二、将UAFB反应器的出水通入EGSB反应器4，EGSB反应器4内温度控制为30℃，水力停留时间为6h，EGSB反应器内部间歇式微氧曝气，然后出水；即实现生活污水的处理；
步骤二中采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按EGSB反应器反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
本实施例步骤二中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
本实施例处理的生活污水水质如表2所示，生活污水采用哈尔滨工业大学二校区教工生活区生活污水。
表2
| 项目 | 含量(mg/L) | 平均值(mg/L) | 项目 | 含量(mg/L) | 平均值(mg/L) |
| COD | 104.9～408.4 | 194.5 | TN | 32.3～56.55 | 42.9 |
| PO4 2- | 10.32～26.25 | 20.43 | NH4 +-N | 14.98～59.92 | 41.24 |
| Cl-1 | 115.2～140.3 | 130.6 | NO2 --N | 0～0.39 | 0.085 |
| pH | 7.14～7.82 | 7.45 | NO3 --N | 0～2.69 | 0.55 |
生活污水处理过程中进水及出水中COD的浓度如图7所示。生活污水的进水COD浓度在104.9～408.4mg/L范围内波动，UAFB-EGSB耦合系统运行第13天时进水COD为136.1mg/L，第14天时突然增大到408.4mg/L，但不影响UAFB反应器对COD的去除情况，出水COD可以稳定在50mg/L以下，观察EGSB反应器的出水变化可以看出，出水COD的浓度均小于UAFB反应器的出水，有机物在EGSB反应器内部分被利用，UAFB-EGSB耦合系统出水COD可维持在25mg/L以下。
生活污水处理过程中进水及出水中TN的浓度如图8所示。UAFB反应器对总氮没有去除效果，而且反应器UAFB出水总氮浓度要大于进水总氮浓度，主要是厌氧发酵过程中进水中的蛋白质被分解为小分子氨基酸，氨基酸被细胞利用后的代谢产物使总氮浓度升高。进水总氮的浓度在32.3～56.55mg/L范围内波动，平均值是42.9mg/L，EGSB反应器对总氮的去除效果优异，出水总氮平均值为12.92mg/L，达到了城镇生活污水排放一级A标准。
生活污水处理过程中进水及出水中NH4 +-N的浓度如图9所示。生活污水处理过程中进水及出水中NO2 --N和NO3 --N的浓度如图10所示。对比图9和图10，UAFB反应器出水总氮高于进水总氮浓度，主要是氨氮浓度的增加。EGSB反应器的出水氨氮浓度稳定在5mg/L左右，硝酸盐氮有部分积累，平均出水浓度为3.3mg/L，UAFB-EGSB耦合系统对生活污水具有有优异的处理效果。
Claims (8)
1.UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于UAFB-EGSB耦合系统按以下步骤进行快速启动：
一、将UAFB反应器与EGSB反应器相连接，UAFB反应器的出水为EGSB反应器的进水；
二、UAFB反应器内添加厌氧消化污泥，EGSB反应器内添加AOB-ANAMMOX颗粒污泥；
三、启动第一阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入模拟生活污水和实际生活污水的混合污水，模拟生活污水与实际生活污水比例为100％-n5％:n5％，n为启动第一阶段运行天数；
四、启动第二阶段，向UAFB-EGSB耦合系统中通入实际生活污水，启动第二阶段运行天数为7～9天；即完成UAFB-EGSB耦合系统的快速启动；
其中，步骤三中模拟生活污水的主要成分是：无水乙酸钠133mg/L、氯化铵145mg/L、磷酸二氢钾44mg/L、硫酸镁53mg/L、无水氯化钙13mg/L、尿素30mg/L和微量元素0.67mL/L；
步骤三启动第一阶段运行天数为14～16天；
步骤三和四中UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h；步骤三和四中EGSB反应器内部采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
2.根据权利要求1所述的UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于步骤二中UAFB反应器的有效体积为2.55L，厌氧消化污泥的添加量为300～450mL。
3.根据权利要求1所述的UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于步骤二中EGSB反应器的有效体积为1.53L，反应区体积为1L，沉淀区体积为0.53L，AOB-ANAMMOX颗粒污泥的添加量为250～350mL。
4.根据权利要求1所述的UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于步骤二中UAFB反应器的有效体积为2.55L，反应区体积为2.0L，沉淀区体积为0.55L；UAFB反应器内装有填料，填料体积为1.0L。
5.根据权利要求3所述的UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于步骤二中EGSB反应器的高径比为20。
6.根据权利要求1所述的UAFB-EGSB耦合系统的快速启动方法，其特征在于步骤三和四中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
7.一种生活污水的处理方法，其特征在于生活污水通入按权利要求1所述方法成功快速启动的UAFB-EGSB耦合系统进行生活污水处理：
一、生活污水通入UAFB反应器，UAFB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，然后出水；
二、将UAFB反应器的出水通入EGSB反应器，EGSB反应器内温度控制为30±2℃，水力停留时间为6±0.2h，EGSB反应器内部间歇式微氧曝气，然后出水；即实现生活污水的处理；
步骤二中采用曝气1h、停止曝气1h的循环方式进行间歇式微氧曝气，曝气时按EGSB反应器反应区每升体积150～250mL/min的曝气量进行曝气。
8.根据权利要求7所述的生活污水的处理方法，其特征在于步骤二中调节EGSB反应器外循环比例，控制上升流速为6.0～9.0m/h。
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