第35卷第4期家畜生態(tài)學(xué)報(bào)Vol 35 No 42014年4月Acta Ecologiae Animalis DomastApr.2014溫度對(duì)UASB工藝的影響研究楊雅茹,胡紅文,白林(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,四川雅安625014)摘要]隨著農(nóng)牧業(yè)的大力發(fā)展,農(nóng)業(yè)廢水的無(wú)害化處理及資源化利用非常重要。UASB工藝因其效率高、簡(jiǎn)單靈活、占據(jù)空間小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于污水的無(wú)害化處理。但溫度對(duì)UASB工藝的應(yīng)用具有明顯限制,且我國(guó)地區(qū)之間溫度差異很大,大大影響UASB工藝在我國(guó)的使用。本文從農(nóng)業(yè)廢水的處理及資源化利用出發(fā),綜述了溫度對(duì)UASB工藝的影響,尤其是低溫和高溫下UASB技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及難點(diǎn),探討了為克服溫度限制對(duì)UASB工藝配置的各種改良技術(shù),并且對(duì)JASB工藝中關(guān)于溫度服制的研究進(jìn)行了展望,以期為這一領(lǐng)域的探索提供參考和依據(jù)。關(guān)鍵詞]溫度;UASB;廢水;厭氧發(fā)酵[中圖分類號(hào)]S811.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A文章編號(hào)]1005-5228(2014)04-008307隨著我國(guó)農(nóng)牧業(yè)的大力發(fā)展,農(nóng)業(yè)廢水增多,其心成分)在35℃下能在3d之內(nèi)生成,但當(dāng)溫度下降處置及資源化利用成為當(dāng)前熱門研究課題。厭氧技到10℃時(shí),產(chǎn)甲烷菌的生成時(shí)間將延長(zhǎng)到50d。雖術(shù)以造價(jià)低、占地少、能耗小和能回收利用資源,體然高溫能使甲烷菌迅速生成,但并不意味著越高越現(xiàn)3R( Reduce, Recycle、 Reuse;減量化、再循環(huán)、再好,往往高溫以低質(zhì)量的污水處理為代價(jià)。因此,利用)現(xiàn)代環(huán)保思想的特性在廢水處理上占據(jù)主導(dǎo)UASB反應(yīng)器的廣泛應(yīng)用對(duì)溫度有著特殊要求,一般地位。如今,高速厭氧反應(yīng)器被廣泛應(yīng)用在處理適于在氣候溫度能控制在20~40℃的國(guó)家推廣污水上。與傳統(tǒng)的低速反應(yīng)器(如厭氧塘、化糞池等)相比,高速厭氧反應(yīng)器的水力停留時(shí)間(Hy近年來(lái),國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)UASB工藝的溫度draulic retention times,HRT)較短、固體保留時(shí)控制進(jìn)行了探索,取得了一定成果。本文將從農(nóng)業(yè)間( Solids retention times,SRT)較長(zhǎng),可結(jié)合大廢水的處置及資源化利用出發(fā),系統(tǒng)分析溫度對(duì)量的高活性生物量,提高污泥的穩(wěn)定性和反應(yīng)器的UASB工藝的影響,尤其是低溫和高溫下UASB技負(fù)荷能力。目前上流式厭氧污泥床( The Upflow術(shù)的優(yōu)勢(shì)及難點(diǎn),探討了為克服溫度限制對(duì)UASBAnaerobic Sludge Blanket,UASB)是最強(qiáng)勁的處工藝配置的各種改良技術(shù),以期為這一領(lǐng)域的探索理污水的高速厭氧反應(yīng)器,全世界已經(jīng)有超過(guò)1000提供參考和依據(jù)。臺(tái)的UASB反應(yīng)器在使用3顆粒污泥可大大提高厭氧反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷,1UASB反應(yīng)器但溫度是影響污泥水解速率的關(guān)鍵參數(shù)。一般來(lái)從荷蘭 Wageningen農(nóng)業(yè)大學(xué) Lettinga等于講,厭氧反應(yīng)器的溫度被分為低溫( psychrophilic,20世紀(jì)70年代研制開(kāi)發(fā)出UASB反應(yīng)器以來(lái),該20℃)、中溫( mesophilic,30~40℃)和高溫工藝在廢水厭氧生物處理方面發(fā)揮了日益重要的作( thermophilic,55~58℃)三種,有時(shí)會(huì)有超高溫度( extreme thermophilic,70℃)。在低溫下,固體停用。該反應(yīng)器由兩大部分組成,一個(gè)圓柱體或長(zhǎng)方留時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致UASB的性能減弱。例如體結(jié)構(gòu)的外殼和一個(gè)固液氣三相分離器(GLS)rawal:等研究發(fā)現(xiàn),在處理低濃度污水時(shí),當(dāng)溫反中國(guó)煤化工部流入,在適合的條件度從27℃下降到10℃,沼氣生產(chǎn)速率和COD去除.YHCNMHG升被沖洗掉而重的組率各下降了78%和25%。產(chǎn)甲烷菌(顆粒污泥的核分將會(huì)保留在反應(yīng)器內(nèi),這樣由有機(jī)物質(zhì)、無(wú)機(jī)物質(zhì)收稿日期]2013-12-07,修回日期:2013-12-30[就荷數(shù)(13331實(shí)人:領(lǐng)接:年竇友.畜汽環(huán)控制5設(shè)計(jì)和x的工作:Emtm2o84家畜生態(tài)學(xué)報(bào)35卷以及小的細(xì)菌群組成的顆粒污泥在接種污泥上形產(chǎn)酸菌順勢(shì)大量繁殖,粘附在顆粒污泥表面,引起顆成。在2~8個(gè)月后,根據(jù)不同的操作條件,稠密的粒污泥上浮,最終整個(gè)系統(tǒng)的沼氣產(chǎn)量受到影污泥床將在反應(yīng)器底部生成,而其上方區(qū)域會(huì)形成響。但是,微生物的凈產(chǎn)率(g生物量/g基質(zhì)轉(zhuǎn)污泥懸浮層,濃度較污泥床小。接種污泥須具有化)隨溫度的降低而升高,從而提高了反應(yīng)器的負(fù)荷良好的凝聚、沉淀和顆?；钚?。UASB的反應(yīng)區(qū)是率和去除率。 Langenhoff等研究表明反應(yīng)器顆粒污泥區(qū)和懸浮區(qū)。從污泥床底部流入的廢水,可溶性微生物產(chǎn)物(SMP)在低溫下增多,占岀水溶與顆粒污泥混合接觸后,污泥中的微生物開(kāi)始分解解性COD的80%以上。SMP絕大部分是胞外產(chǎn)有機(jī)物,同時(shí)產(chǎn)生的微小沼氣氣泡不斷放出。微小物,在厭氧條件下很難降解,而在好氧條件下卻可以氣泡上升過(guò)程中,不斷合并,逐漸形成較大的氣泡。幾乎全部降解,因而要獲得較高要求的水質(zhì),好氧后上升的各種物質(zhì)在GLS區(qū)域分離,GLS由沉淀區(qū)、續(xù)處理必不可少。因此,雖然低溫UASB反應(yīng)器中回流縫和氣封組成。沼氣進(jìn)入氣室,污泥在沉淀區(qū)的產(chǎn)酸菌大量繁殖使得沼氣產(chǎn)量下降,但是微生物進(jìn)行沉淀,并經(jīng)回流縫回流到反應(yīng)區(qū)。經(jīng)沉淀澄清量的增多提高了負(fù)荷率和去除率。后的廢水作為處理水排出反應(yīng)器10見(jiàn)圖1。UASB要想在低溫下高效運(yùn)行,對(duì)低溫下的顆沼氣Biogas粒污泥硏究不可忽視,包括顆粒污泥中的優(yōu)勢(shì)營(yíng)養(yǎng)菌種類分析以及低溫下運(yùn)行對(duì)其生長(zhǎng)代謝的影響氣泡Gag babble氣液國(guó)分Sharon Mchugh等1利用獨(dú)立培養(yǎng)技術(shù)檢測(cè)了6Casliguid-solidsenmatstor種厭氧污泥的微生物結(jié)構(gòu),用16sRNA基因測(cè)序和系統(tǒng)發(fā)育構(gòu)建分析發(fā)現(xiàn),在不同溫度反應(yīng)器下運(yùn)行指水了300多天的污泥的產(chǎn)甲烷菌都以產(chǎn)甲烷鬃毛菌為UASB ein代表,特別是低溫污泥的產(chǎn)甲烷鬃毛菌最占優(yōu)勢(shì)。且物在10℃的低溫下,顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性仍在運(yùn)行Baft段時(shí)間后有顯著提高,說(shuō)明產(chǎn)甲烷菌可以在適應(yīng)污低溫后很好生長(zhǎng)1。 Kettunen等7對(duì)非適應(yīng)性和適應(yīng)性的消化污泥的產(chǎn)甲烷活性進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試,研究了5~29℃時(shí)乙酸和氫代謝產(chǎn)甲烷菌的活性的影響,結(jié)果表明,在低溫下,對(duì)垃圾滲濾液有一定適進(jìn)水行密床sludge bed應(yīng)性的消化污泥的產(chǎn)甲烷活性比非適應(yīng)性的有明顯Lenient提高,在11℃時(shí)前者是后者的7倍,22℃時(shí)是5圖1UASB原理圖倍,同時(shí)也得出產(chǎn)甲烷活性的提高對(duì)COD的去除Fig. 1 Schematic of a UASB reactor率沒(méi)有影響,在任何溫度都可以達(dá)到80%。甚至,2溫度對(duì)UASB工藝的影響對(duì)厭氧顆粒污泥的研究發(fā)現(xiàn),在低溫下培養(yǎng)了300d的污泥,在恢復(fù)到中溫時(shí),其活性超過(guò)了中溫污泥的溫度對(duì)UASB工藝的影響體現(xiàn)在對(duì)污泥的水活性2。在4℃下貯存6個(gè)月后,依然能保持良好解率上。厭氧菌以厭氧污泥中的有機(jī)物作為底物,活性,意味著利用低溫下生長(zhǎng)的顆粒污泥可迅速實(shí)通過(guò)降解作用凈化污水。多數(shù)厭氧菌(主要是甲烷現(xiàn)低溫厭氧反應(yīng)器的啟動(dòng)?？傊?雖然低溫限制菌和水解菌)的最佳生長(zhǎng)溫度是30~35℃m。因了厭氧菌的降解速率,但并未限制其生長(zhǎng),因此完全此,UASB反應(yīng)器在一般情況下應(yīng)用于常溫氣候,低可以接種適應(yīng)性的低溫消化污泥在低溫下運(yùn)行。溫和高溫反應(yīng)器在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用并不多。SB反應(yīng)器2.1低溫UASB反應(yīng)器中國(guó)煤化工大有機(jī)負(fù)荷較中、低溫在低溫下,產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)酸菌的活性下降,導(dǎo)致UACNMHG間(HRT)短。但在相污泥產(chǎn)甲烷活性、容積負(fù)荷和單位容積產(chǎn)氣率都降同的有機(jī)負(fù)荷下,高溫UASB反應(yīng)器的COD去除低,固液混合減弱,傳質(zhì)受到限制。相比較而言,產(chǎn)率比中溫UASB反應(yīng)器要低,但Fang等在研究甲烷菌的活性降低更快,使得大量揮發(fā)性脂肪酸較多蛋白質(zhì)的廢水處理的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),高溫條件下( volatile在教據(jù)id,VFA)積累,反應(yīng)器酸化,于是培養(yǎng)的顆粒污泥的產(chǎn)甲烷活性比中溫顆粒污泥稍高第4期楊雅茹,等:溫度對(duì)UASB工藝的影響研究85些。蛋白質(zhì)水解會(huì)限制厭氧降解,但是廢水經(jīng)酸化因此,高溫UASB反應(yīng)器可選用完整的中溫顆粒污后,高溫UASB反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷可提高。 Ohtsu-泥進(jìn)行接種。 Ohtsuki等0在高溫UASB反應(yīng)器ki等以蔗糖配成廢水,經(jīng)酸化后污泥有機(jī)負(fù)荷可中投加微載體( micro-carrier),也可增加中溫顆粒污從0.9 kg COd/ kg vss·d升高到3.0 kg cod/kg泥的活性,利于反應(yīng)器的啟動(dòng)。VSS·d。因此,在高溫UASB反應(yīng)器前可增加預(yù)高溫UASB反應(yīng)器在處理不同廢水時(shí),顆粒污酸化處理系統(tǒng),達(dá)到更理想的處理效果。泥結(jié)構(gòu)會(huì)有較大差異。Fang等在處理葡萄糖、顆粒污泥的形成與否、沉降性能的好壞對(duì)谷氨酸、釀酒廢水時(shí),對(duì)顆粒污泥的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了UASB反應(yīng)器的性能有很大影響。 Syutsubo等]探討,發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)由底物的屬性決定。降解含易溶對(duì)小試規(guī)模的UASB反應(yīng)器進(jìn)行研究,考察了55解碳水化合物廢水形成的顆粒污泥具有明顯層次結(jié)℃下污泥顆?；倪^(guò)程。反應(yīng)器用高溫的下水道污構(gòu),而降解谷氨酸廢水的顆粒污泥則內(nèi)外很一致。泥作為接種物,經(jīng)200d后反應(yīng)器內(nèi)的污泥完全顆同時(shí)也發(fā)現(xiàn)甲烷絲狀菌是顆粒污泥的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)組粒化,顆粒污泥直徑0.38mm;到442d時(shí),直徑能分,在污泥顆?；^(guò)程中起著重要的作用。達(dá)到0.52mm。成熟的顆粒污泥的最大負(fù)荷為3.7g COD/g VSS:d,是中溫條件下形成的顆粒污泥UASB的技術(shù)改良的2~3倍。另外,Fang等2在編號(hào)為F、G、D的3溫度限制使得UASB工藝難以在世界所有地區(qū)個(gè)UASB反應(yīng)器中分別接種中溫的絮狀消化污泥、推廣,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,這個(gè)劣勢(shì)將會(huì)被克服。中溫顆粒污泥和破碎的中溫顆粒污泥,45d后,D反要克服溫度限制,必須保證足夠的污泥停留時(shí)間應(yīng)器中岀現(xiàn)明顯的顆粒污泥;而F反應(yīng)器的污泥直(SRT)和足夠的攪拌或水力擾動(dòng),保證基質(zhì)傳遞不受到90d后才顆?；?。用碎顆粒污泥接種,與用完整限制。并且單位容積內(nèi)要容納更多的生物量,有機(jī)負(fù)顆粒污泥接種,兩者最終的運(yùn)行情況沒(méi)有多大差別。荷也應(yīng)較高。對(duì)此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了探索(表1)。表1UASB改良技術(shù)的效果對(duì)比Table 1 Comparison of various coupled systems at different temperaturesCOD去除率的反應(yīng)器類型溫度/℃處理后的污水濃度/(mg/L)最佳HRT/hConcen tration of disposed sewage效果比較ypesCOD removalCODCODNHa-NUASB+AF(2)L4J⊥(?-A84(86)31(85)AHR[25-263.6(90)+AF+AHR[27-28J4+8147(71)18(91)50(-1)AF+UASB 2915-214+8545(58)152(81)UASB-]3-24201(63)68(70)UAFB 32J15-35139(49)+00+UASB+CSTR[33-3415,35h+21.2d(SRT)151(66)32(87)(-18)UASB+ CSTR[3415,3510h+20d(SRT)332(72)18-255-6,8-10HUSB+UASBLE145.7+11.6142(65)31(87)5+9.3103(64)21(89)18.52.8+6.5102(49)18(86)20.63+13.955(53)19(81)3235,33.6h+(30-40)0++++兩級(jí)(SRT)+30(70)(99)UASB(SRT)A/O-SBR32-35,33.6h+(30-40)16-18SRT)-+30(70)(99)UASB+化糞池24523(56)UASB+化糞池(0433(51)中國(guó)煤化工12)UASB+化糞池4(72)CNMHGUASB- ESRIL42J16,4897(38)TYH++0++UASB- ESR2854(41)550(62)注:COD去除效率指與相同條件下的UASB工藝相比的利弊情況:一不利,十有利,0無(wú)影響;括號(hào)中數(shù)字為去除率(%)。Note: COD removal efficiency refers to the pros and cons compared with USAB under same condition; means"prosmeans cons neutral; numerals in brackets are removal rate in percentage家畜生態(tài)學(xué)報(bào)第35卷3.1厭氧過(guò)濾器和復(fù)合式厭氧反應(yīng)器3.2UASB消化器系統(tǒng)組合hernicharo等2研究發(fā)現(xiàn),繼UASB反應(yīng)器目前的研究表明,在UASB污水的后處理上加處理后,在13~28℃下用兩個(gè)塞滿高爐礦渣的厭氧人一個(gè)消化器( digester)可提高反應(yīng)器性能,調(diào)節(jié)氣過(guò)濾器(AF)平行操作(上升氣流模式和下降氣流模候溫度波動(dòng),該消化器也叫連續(xù)攪拌槽反應(yīng)器(con式),即形成 UASB/AF系統(tǒng),能夠達(dá)到86%的 tinuous-stirred-tank reactor,CSTR)。 MahmoudCOD去除率和85%的懸浮固體(TSS)去除率。該等3報(bào)道,使用消化器可使UASB反應(yīng)器在35℃系統(tǒng)的HRT很短,UASB反應(yīng)器6h,厭氧過(guò)濾器的條件下處理15℃的污水,COD和 CODCOL(AF)3~4h即可,如此低成本利于在發(fā)展中國(guó)家應(yīng)( colloidal COD的去除率分別能達(dá)到66%和44%,用。復(fù)合式厭氧反應(yīng)器(AHR)系統(tǒng)是在UASB反而只使用UASB反應(yīng)器處理污水,COD和COD應(yīng)器三相分離器(GLS)頂部添加軟性填料。國(guó)內(nèi)學(xué)COL的去除率只有4%和3%。 Mahmoud等在者曾針對(duì)單獨(dú)的AHR系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在55℃下夏末比較了UASB消化器系統(tǒng)工藝與單獨(dú)的處理酒精糟液,經(jīng)70d培養(yǎng)出大量的顆粒污泥(粒UASB工藝的性能,發(fā)現(xiàn)前者在移除COD和降低徑1.5mm),并且達(dá)到了20 kg cod/(m3·d)的高總懸浮固體(TSs)濃度方面處理效果更好。同時(shí)認(rèn)有機(jī)負(fù)荷,COD的去除率在90%以上。但是在為此工藝能滿足氣候溫度在15~35℃的巴勒斯坦低的問(wèn)題切。同時(shí), Elmitwalli等在13℃的穩(wěn)溫度升高,保證污泥傳遞到消化器上,但是,因?yàn)槎l件下使用垂直網(wǎng)狀聚氨酯泡沫材料(RPF)作為COD去除率較高、,剩余污泥較少和系統(tǒng)能維持很好填料,獲得了64%的COD去除率,比單獨(dú)的UASB的脫水性和穩(wěn)定性而被應(yīng)用。趙春娟等認(rèn)為該反應(yīng)器COD的去除率高了4%。隨后,AF和AH工藝能對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的廢水處理具有很好的效果,技術(shù)就綜合應(yīng)用在污水處理上。在12h的水力停尤其是對(duì)高寒地區(qū)的沼氣處理工程的應(yīng)用具有推廣留時(shí)間(HRT)處理后,AF+AHR系統(tǒng)能夠使意義。同時(shí)指出把能耗較高的CSTR系統(tǒng)與COD的去除率達(dá)到71%,同時(shí)發(fā)現(xiàn),在13℃下,此ASB技術(shù)相結(jié)合起來(lái),可以允許進(jìn)入的物料有較COD的去除率與高溫UASB反應(yīng)器的相似28。高的SS,通過(guò)CSTR后進(jìn)入U(xiǎn)ASB的就為低SS的經(jīng)過(guò)降解的小分子物質(zhì),這樣明顯提高了UASB的Sawajneh等把厭氧過(guò)濾器(AF)作為用UASB消化效率,并減少了GLs堵塞的可能反應(yīng)器處理高濃度污水的預(yù)處理單元。在15~213.3單級(jí)UASB系統(tǒng)和兩級(jí)UASB系統(tǒng)℃下,這個(gè)系統(tǒng)展現(xiàn)出了比較不錯(cuò)的COD去除率Halalsheh等比較了單級(jí)和兩級(jí)UASB系A(chǔ)F系統(tǒng)作為第一個(gè)階段,可以首先有效去除懸浮統(tǒng)在處理高強(qiáng)度污水上的差異,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)系統(tǒng)在固體降低污水濃度,同時(shí)水解、酸化和生成甲烷,這COD的去除率上沒(méi)有顯著差異,建議使用單極對(duì)第二個(gè)階段(UASB)是有利的。盡管這兩個(gè)改良UASB反應(yīng)器時(shí)HRT稍長(zhǎng)一點(diǎn)。而且, Halalsheh技術(shù)在沉降性和脫水性方面取得了有效的處理效等42也比較了冬季和夏季這兩個(gè)工藝的性能。單果,但移除AF系統(tǒng)的剩余污泥的頻繁性及保持極UASB反應(yīng)器在COD去除率上不存在季節(jié)差(AF+AHR)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有待改進(jìn)。異,而在兩級(jí)UASB工藝中,第二個(gè)UASB反應(yīng)器Lew等]用塑料過(guò)濾器環(huán)( plastic filter rings)不穩(wěn)定,使得總工藝的性能減弱。但是,若把水解上替代三相分離器,在10~28℃下處理污水。COD流式污泥床( hydrolytic upflow sludge bed,HUsB)和TSS的去除率在10℃和14℃下都低于UASB作為兩級(jí)UASB工藝的第一階段、把UASB工藝作反應(yīng)器。Gao等研究發(fā)現(xiàn),把上流式厭氧固定床為第二階段,污水處理效果比單極UASB好( Upflow Anaerobic Fixed Bed,UAFB)固定在HUSB作為水解單元UASB作為產(chǎn)甲烷單元,各UASB反應(yīng)器的底部,隨著溫度從35℃降到15℃,司其中國(guó)煤化工也同時(shí)消除了低溫對(duì)COD的去除率隨之降了32%。但是有趣的是,在UACNMHG20℃時(shí)達(dá)到甲烷產(chǎn)量的最大值(每天能產(chǎn)生7L甲近年來(lái),學(xué)者對(duì)兩級(jí)UASB工藝的研究都致力烷),這比35℃時(shí)的甲烷量高了40%。這也同樣說(shuō)于把兩級(jí)UASB與好氧技術(shù)結(jié)合起來(lái),再加上序批明了(UAFB+UASB)反應(yīng)器在低溫下處理污水是式反應(yīng)器(SBR),即形成“兩級(jí) UASB-A/OSBR”工藝這個(gè)工藝能深度脫氮,系統(tǒng)TN和第4期楊雅茹,等:溫度對(duì)UASB工藝的影響研究NH4+N去除率都接近100%。同時(shí),吳莉娜研停留時(shí)間短,有機(jī)負(fù)荷較高,但是去除率不是很高。究表明溫度不是短程硝化的關(guān)鍵因素,這說(shuō)明此工因此,對(duì)現(xiàn)有反應(yīng)器的改進(jìn)和新反應(yīng)器開(kāi)發(fā)的核心藝對(duì)溫度無(wú)限制,利于UASB工藝在中國(guó)的推廣。問(wèn)題是如何降低溫度對(duì)UASB工藝的限制。工作3.4UASB化糞池耦聯(lián)系統(tǒng)重點(diǎn)主要包括:(1)解決低溫下高強(qiáng)度污水的預(yù)酸化這個(gè)系統(tǒng)是化糞池的改進(jìn)工藝,應(yīng)用了上流式問(wèn)題以及懸浮固體濃度過(guò)高導(dǎo)致的 CODCOL的問(wèn)結(jié)構(gòu),把固一液一氣分離器安置在化糞池的頂端。題;(2)解決高產(chǎn)氣量引起的SRT減少、高活性污泥這個(gè)工藝能處理高強(qiáng)度的污水,溫度為24℃,HRT溢出增加的問(wèn)題以及丙酸積累的問(wèn)題;(3)改進(jìn)現(xiàn)有為2d。 Mahmoud3在此條件下進(jìn)行污水處理,使反應(yīng)器或者做好污水的預(yù)處理和后處理工作,最終得總COD去除率為56%,懸浮COD去除率為使污水達(dá)標(biāo)排放87%。隨后, Al-Jamal和 Mahmoud0也用了這個(gè)系統(tǒng),但是溫度降低了。在17.4℃時(shí),總COD和懸參考文獻(xiàn)浮COD去除率分別都降為51%和83%6。這也說(shuō)明1賀延齡廢水的厭氧生物處理[M.北京;中國(guó)輕工業(yè)出版社,了即使對(duì)UASB改進(jìn)工藝,溫度也會(huì)影響污水處理性能。但是,此工藝的一個(gè)最主要的優(yōu)點(diǎn)是能減少2] Lettinga C,PlLw, Koster I W,etal. Iligh-rate anaerobic污泥處理費(fèi),因其能在此工藝中保留較長(zhǎng)時(shí)間。作waste-water treatment using the UASB reactor under a wide者也認(rèn)為要使用這個(gè)工藝,后處理單元是必要的。range of temperature conditions[J]. Biotechnology and genetic最近,趙丙良為了提高該工藝的性能和凈化效率engineering reviews, 1984, 2(1): 253-284[3 Tiwari M K, Guha S, Ilarendranath C S,et al. Influence of ex(COD和病原微生物),直接改進(jìn)了反應(yīng)器內(nèi)部攪拌trinsic factors on granulation in UASB reactor[J]. Applied mi方式,增強(qiáng)了混合程度。在中溫35℃下運(yùn)行,使得crobiology and biotechnology, 2006, 71(2): 145-154COD的去除率能達(dá)到72%。同時(shí)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)器主[4 I Schmidt JE, Ahring B. Granular sludge formation in upflow要依靠污泥的粘附作用去除病原菌,且絮狀污泥對(duì)anaerobic sludge blanket(UASB) reactors [J]. Biotechnologyand Bioengineering, 1996, 49(3): 229-246原水中游離態(tài)病原菌的去除效果比顆粒污泥好,而[51 Agrawal L K, narada II,okui. Treatment of dilute對(duì)懸浮態(tài)病原菌則無(wú)顯著差異,污泥顆?；?wastewater in a UASB reactor at a moderate temperature: per-HRT與糞大腸桿菌去除率呈正相關(guān)性formance aspects[J] Journal of fermentation and bioengineer-3.5標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的改變ing,1997,83(2):179-184.對(duì)UASB標(biāo)準(zhǔn)工藝的改變研究較少,最近Ha[6] Bhuptawat II, Folkard G K, Chaudhari S Innovative physico-lalsheh42等提出使用斜板沉淀池( lamella settlers)hemical treatment of wastewater incorporating Moringa oleif-era seed coagulant[J]. Journal of hazardous materials, 2007來(lái)代替HRT的增加,其目地是增加污泥停留時(shí)間142(1):477-482( sludge retention time,SRT),使得UASB反應(yīng)器]LiuY, Tay j Il. State of the art of biogranulation technology的性能增強(qiáng)。兩個(gè)反應(yīng)器 UASB- ESR1和UASBor wastewater treatment[J]. Biotechnology Advances, 2004,ESR2,第一個(gè)反應(yīng)器是把斜板安置在污泥沉淀區(qū),另外一個(gè)是安置在了三相分離器的下端。結(jié)果表[8 Lettinga G, Pol L W II. UASB-process design for various typesI wastewaters[J]. Water Science Technology, 1991, 24(8)明, UASB-ESR2反應(yīng)器COD去除率比UASB87-107ESR1高了2%~3%。在平均溫度為16.4℃的冬[9] Aiyuk S, Forrez I, Lieven d K,eta. Anaerobic and comple季條件下運(yùn)行,兩個(gè)系統(tǒng)比傳統(tǒng)的UASB工藝污水mentary treatment of domestic sewage in regions with hot cli-處理能力強(qiáng),表現(xiàn)出COD去除率比傳統(tǒng)工藝高mates-A review [J]. Bioresource Technology, 2006, 97(17)倍多。因此,UASB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的改變是可行的。2225-2241[10 Ilickey R F, Wu W M, Veiga M C, et al. Start-up, operation4結(jié)語(yǔ)與展望r hich-rate anaerobic treatment sys-中國(guó)煤化工ology,1991,24(8):207-255UASB技術(shù)在污水處理方面有著明顯優(yōu)勢(shì),但11CNMH GM.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社是氣候溫度的差異影響了此工藝的推廣,許多問(wèn)題1992還有待于進(jìn)一步研究。相對(duì)于中溫與高溫來(lái)說(shuō),低[12] Van Lier J B, Rebac S, Lens P, et al. Anaerobic treatment ofpartly acidified wastewater in a two-stage expanded granular溫使UASB性能惡化,脫氮除磷效率低,抗沖擊負(fù)sludge bed (EGSB) system at 8C [J. Water Science and荷能力弱萬(wàn)高教猛UASB反應(yīng)器雖然反應(yīng)速度快,Technology,1997,36(6):317-324家畜生態(tài)學(xué)報(bào)第35卷[13] Berg L. Effect of temperature on growth and activity of abrid system at low temperature[J]. Water Research,2002,36methanogenic culture utilising acetate]. Canadian journal of(9):2225-2232.microbiology,1977,23(7):898-902[29 Sawajneh Z, Al-Omari A, Ilalalsheh M,aerobic tr[14] Langenhoff AA M, Stuckey D C. Treatment of diluteof strong sewage by a two stage system of aF and UASB re-wastewater using an anaerobic baffled reactor: effect of lowactors[J]. Water Sci Technol, 2010, 61(9): 2 399-2 406.emperatureLJ]. Water Research, 2000, 34(15): 3867-3875. [30] Lew B, Belavski M, Admon S, et al. Temperature effect on[15 Mcllugh S, Carton M, Mahony T, et al. Methanogenic populaUASB reactor operation for domestic wastewater treatment intion structure in a variety of anaerobic bioreactors[J].FItemperate climate regions[J]. Water Science Technologymicrobiology letters, 2003. 219(2): 297-304003,48(3):25-30[16 Rebac S, Ruskova J, Gerbens S, et al. Iligh-rate anaerobic [31 Lew B, Tarre S, Belavski M, et al. UASB reactor for domestictreatment of wastewater under psychrophilic conditions[J]wastewater treatment at low temperatures: a comparison beJournal of fermentation and bioengineering, 1995. 80(5):499-tween a classical UASB and hybrid UASB-lilter reactor[J]Water Science & Technology, 2004, 49(11-12):295-301.[17] Kettunen R Il, Rintala J A. The effect of low temperature (5- [32 Gao D, Tao Y, An R, et al. Fate of organic carbon in UAFB29 C) and adaptation on the methanogenic activity of bio-treating raw sewage Impact of moderate to low temperaturemass[J]. Applied microbiology and biotechnology, 1997[J. Bioresource technology, 2011, 102(3): 2 248-2 254(4):570-576,[33 Mahmoud N, Zeeman G, Gijzen Il, et al. Anaerobic sewage[18] Rebac S, Van Lier J B, Lens P, et al. Psychrophilic (6-15 C)treatment in a one-stage UASB reactor and a combinedhigh-rate anaerobic treatment of malting wastewater in a two-UASB-Digester system [J]. Water Research, 2004, 38(9)module expanded granular sludge bed system[].Biotechnolo-2348-2358gy progress,.1998,14(6):856-864[34 Mahmoud N, Zeeman G, van Lier J. Adapting UASB technol-[19] Fang II II P, Chung D. Anaerobic treatment of proteinaceousogy for sewage treatment in Palestine and Jordan[J]. 2008.wastewater under mesophilic and thermophilic conditions[J]. [35 Ilalalsheh M, Koppes J, Den Elzen J,et al. Effect of SRT andWater science and technology, 1999, 40(1): 77-84temperature on biological conversions and the related scum-[20 Ohtsuki T, Watanabe M, Miyaji Y Start up of thermophilicorming potential[J]. Water research, 2005,39(12):2475-UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactors using mi-2482.cro-carrier and mesophilic granular sludge[J]. Water Science [36 Ilalalsheh M, Sawajneh Z, Zubi M, et al. Treatment of strong8. Technology,1992,26(3-4):877-886.domestic sewage in a 96m3 UASB reactor operated at ambien[21] Syutsubo K, IIarada Il, Ohashi A. Granulation and sludge re-emperatures: two-stage versus single-stage reactor[J]. Biortainment during start-up of a thermophilic UASB reactor[J]source technology. 2005, 96(5): 577-585.Water science and technology, 1998,38(8): 349-357.[37 Alvarez J A, Armstrong E, Gomez M, et al. Anaerobic treat[22] Fang IIII P, Lau I W C Startup of thermophilic (55 C)ment of low-strength municipal wastewater by a two-stage piUASB reactors using different mesophilic seed sludges[J]ot plant under psychrophilic conditions[J]. Bioresource TechWater Science and Technology, 1996, 34(5): 445-452nology,2008,99(15):7051-7062[23] Fang IIII P, Chui ii k,LiYY. Microbial structure and ac-[38]吳莉娜.厭氧好氧處理垃圾滲濾液與短程深度脫氮[D].北tivity of UASB granules treating different wastewaters[J京:北京工業(yè)大學(xué),2011Water Science Technology, 1994, 30(12):87-96.[39] AF-Shayah M, Mahmoud N Start-up of an UASB-septic tank[24] Chernicharo C A L, Machado R M G Feasibility of the UASB/for community on-site treatment of strong domestic sewageAF system for domestic sewage treatment in developing coun[]. Bioresource technology, 2008,99(16):7758-7766tries[J]. Water Science and Technology, 1998, 38(8): 325- [40] Al-Jamal W, Mahmoud N Community onsite treatment ofcold strong sewage in a UASB-septic tank [J].Bioresource[25]張振家,張仁江,谷成,等.UAIB反應(yīng)器高溫處理玉米酒technology.,2009,100(3):1061-1068.精糟液研究[].中國(guó)給水排水.2000,16(5):5-7.[41]趙丙良.糞尿廢水的單獨(dú)厭氧處理試驗(yàn)研究[D].西安:西安[26] Elmitwalli T A, Zandvoort M II, Zeeman G, et al. Low tem-建筑科技大學(xué),2011perature treatment of domestic sewage in upflow anaerobic [42]sludge blanket and anaerobic hybrid reactors[J]. Water sciTHEM.Muhsen IT II, Shatanawi K M, et al. Impro中國(guó)煤化工anaerobic sludge blanket reac-ence and technology, 1999,39(5): 177-185CNMHGlamella settlers[J] Journal of[27] Elmitwalli T, Zeeman G, Lettinga G. Anaerobic treatment ofEnvironmental Science and Ilealth Part A, 2010, 45(9)domestic sewage at low temperature [J]. Water Science1054-1059Technology,2001,44(4):33-40[43]胡啟春溫世鼎,顏秀琴.酒精廢液高溫厭氧消化裝置比較試[28 Elmitwalli T A Ahn K L T, Zeeman G, et al. Treatment of驗(yàn)研究[.中國(guó)沼氣,1998,16(4):36.dm.方數(shù)據(jù) two-step anaerobic filter/anaerobic b[4趙春娟,李麗,栗蘭波,等,CSTR+UASB技術(shù)在養(yǎng)殖場(chǎng)沼第4期楊雅茹,等:溫度對(duì)UASB工藝的影響研究氣工程的應(yīng)用[門].環(huán)境科學(xué)與管理,2011,36(6):71-73處理晚期垃圾滲濾液[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,[45]吳莉娜,彭永臻,劉牡,等.晚期垃圾滲濾液兩級(jí) UASB-A/42(8):2520-2525OSBR工藝短程深度脫氮[冂].四川大學(xué)學(xué)報(bào):工程科學(xué)版,[47]吳莉娜,王淑瑩,彭永臻,等.不同時(shí)期垃圾滲濾液兩級(jí)2011,43(3):182-187UASB-A/OSBR工藝深度脫氮[].東南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)[46]吳莉娜,宋燕杰,劉牡,等.兩級(jí) UASBA/OSBR工藝深度版,2010,40(006):1342-1347Effect of Temperature on UASB: A ReviewYANG Ya-ru, HU Hong-wen, BAI Lin(College of Animal Science and Technology, Sichuan Agricultural Universily, Ya an, Sichuan 625014, China)Abstract: Agricultural waste water treatment and the use of recycling should be paid more attentionThere are many advantages in the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors such as high efficiency, simplicity and flexibility, low space requirements, low energy consumption. But the temperature constraint is an issue to concern. Temperature difference is huge from one place to another in China and it affects the application of USAB there. In this paper the pros and cons of psychrophilic and thermophilic upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors were reviewed. The effect of modifying the reactor configurations to overcome the temperature constraint was also studied. And the trends are proposed to promotethe application in UASB in the near future as a reference on this fieldKey words: temperature; UASB; agricultural waste water; anaerobic technology《家畜生態(tài)學(xué)報(bào)》稿約《家畜生態(tài)學(xué)報(bào)》由中華人民共和國(guó)教育部主利方面的重要基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究成果管,西北農(nóng)林科技大學(xué)主辦,中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)家畜2投稿要求生態(tài)學(xué)分會(huì)協(xié)辦的學(xué)術(shù)類農(nóng)業(yè)科技期刊,創(chuàng)刊于按GB7713-87《科學(xué)技術(shù)報(bào)告、學(xué)位論文和學(xué)1980年。是全國(guó)中文核心期刊(2011年版),中國(guó)科術(shù)論文的編寫格式》撰寫。包括題名、作者、工作單技核心期刊, RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊,全國(guó)畜牧位(單位名稱的全稱、城市名、郵編)、中文摘要、關(guān)鍵獸醫(yī)優(yōu)秀期刊,大16開(kāi),月刊,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)出版物詞(3~8個(gè))正文、英文題名、作者姓名(漢語(yǔ)拼音,號(hào):ISSN1673-1182,國(guó)內(nèi)統(tǒng)一連續(xù)出版物號(hào):CN姓全部大寫,名首字母大寫)及英文單位全稱、英文61-1433/S,郵發(fā)代號(hào):52-112。摘要和關(guān)鍵詞、參考文獻(xiàn)。1刊文內(nèi)容3注意事項(xiàng)本刊以展示家畜生態(tài)研究成果,指導(dǎo)生態(tài)牧業(yè)凡投本刊的文章,均在1個(gè)月之內(nèi)告知作者處發(fā)展,促進(jìn)畜牧生產(chǎn)與環(huán)境和諧為辦刊宗旨,倡導(dǎo)綠理意見(jiàn),請(qǐng)勿一稿兩投;本刊已加入“《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的畜禽健康養(yǎng)殖理念,全面提(光盤版)》”“中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)”“中文升我國(guó)家畜生態(tài)學(xué)科硏究水平。主要刊登家畜生態(tài)科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)”,作者著作權(quán)使用費(fèi)與本刊稿酬研究、家畜環(huán)境控制、畜禽資源評(píng)價(jià)、畜禽潔凈化生次亻中國(guó)煤化工文章編入該數(shù)據(jù)庫(kù),請(qǐng)產(chǎn)、畜禽安全生產(chǎn)、畜產(chǎn)品品質(zhì)保障、動(dòng)物健康與福在CNMHG處理