二段生物接触氧化法（以下简称二段法）将传统生物接触氧化池分为2 段，可以充分发挥同类微生物种群的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，大大提高处理效率。二段生物接触氧化工艺的优点是处理时间短、运行稳定、抗冲击负荷能力强、操作简单。但同时它也有一定的缺陷，比如出水悬浮物多，脱氮除磷效果不佳等。在二段生物接触氧化池前增设厌氧水解池，可以提高污水的可生化性，去除污水中大部分的SS，降低后续生化处理的污染负荷。

本研究采用厌氧水解- 二段生物接触氧化法处理生活污水 ，目的在于考察其处理城市生活污水的实用性，为污水处理工艺条件优化奠定基础。

1 试验部分

1.1 试验装置

如图1 所示，试验装置由钢化玻璃制成。池体内设挡板将其分为3 部分：厌氧水解池和A 段、B 段接触氧化池，每个池的有效容积为9.2 L，有效水深184mm，总有效容积为27.6 L。

 系统采用空压机供气，曝气砂头曝气，曝气量由玻璃转子流量计控制。反应器通过蠕动泵从厌氧端进水，经降解处理后，由好氧端出水。水解池和A 段接触氧化池内填料为美国某公司生产生物带，B 段接触氧化池内填料为湖北某公司生产的蜂窝填料。

1.2 进水水质及监测方法

试验期间，污水取自某大学东校区生活污水，主要有机成分为碳水化合物、蛋白质、油脂和合成洗涤剂，水量和水质昼夜变化大，早、中、晚出现峰值。试验原水pH 为7.0～7.5，COD 为90～150 mg/L，NH3-N、SS 的质量浓度分别为20～40、100～150mg/L。

水质分析方法见见表1，监测频率均为每日1 次。

 2 结果与讨论

2.1 启动与挂膜

每个池体内投加9 g混合菌粉。为加快挂膜启动速度，期间向进水中补加淘米水，以增加进水COD负荷，维持COD 容积负荷在2.7～3.5 kg/（m3·d）。首先采用间歇进水方式，对好氧段闷曝气24 h 后，停止曝气，静置2 h 后，排出1/2 体积上清液，再补充污水，控制好氧池内DO 的质量浓度在2～3 mg/L 内。第3 天改为小流量连续进出水、连续曝气，第4 天开始改为大流量进水，同时调节DO 的质量浓度在3～4mg/L 内。第4 天开始每天取进出水水样测定COD，结果见图2。

 图2 表明，系统挂膜第4 天，COD 去除率已达到40.54%；第10 天COD 去除率达到82.44%>80%，并且厌氧段和好氧段填料上均出现厚厚的生物膜。用光学显微镜观察接触氧化池填料上生物膜，发现上面有大量的细菌、真菌、原生动物和后生动物，它们构成了一个稳定的微生态系统。此时即为认挂膜成功。

2.2 HRT 对污染去除率的影响

通过改变进水流量来控制HRT，不同HRT 下系统处理效果见表2。

 由表2 可知，污染物的去除率随HRT 的延长而增加，但从COD 的组成看，其去除率并不能无限增大，当HRT>6 h 时，基质降解速率减慢，直至不再增加，微生物的增长达到饱和，系统对污染物的去除率达到最大。COD 和NH3-N 的去除率变化有相同的趋势，而SS 的去除率变化较小，分析原因：在水解反应池内，填料表面大量微生物将污水中大的颗粒物质和胶体物质截留和吸附，这是一个快速的物理过程，在十几秒钟或几十秒钟内就可以快速完成，在厌氧菌的作用下，将这些大颗粒难降解物质分解为小分子易降解的物质[8-9]。大部分的悬浮物在水解段得以去除，所以HRT 对SS 去除率影响不大。

2.3 DO 含量对污染物去除率的影响

控制系统HRT 为6 h，改变曝气量，从而改变氧化池内DO 含量，观察DO 含量对污染物去除率的影响，结果见表3。

由表3 可知，污染物的去除率随着DO 含量增加呈上升趋势。COD、SS、氨氮的去除率在原来的基础上都有一定程度的提升。但SS 的去除率受DO 含量影响不大。而且当鼓风量增大到一定程度时，由于气泡的冲刷作用，出水中会含有大量脱落的生物膜，并且大量的鼓风会提高工艺运行成本，因此，氧化池内DO 的质量浓度维持在5～6 mg/L 为宜。

2.4 系统抗冲击负荷能力测试

控制DO 的质量浓度5～6 mg/L、HRT 为6 h，改变进水COD，测定系统抗冲击负荷能力，结果见表4。

由表4 可知，随着容积负荷的提高，COD 的去除率呈上升趋势，当容积负荷由0.9 kg/（m3·d）逐渐增加到3.45 kg/（m3·d）时，COD 去除率由81.34%逐渐增加到87.11%，表明系统有很强的抗冲击负荷能力和稳定性。而SS、NH3-N 的去除率则是先上升后下降。当进水容积负荷为3.45 kg/（m3·d）时，NH3-N 的去除率降到94.97%，出水NH3-N 的质量浓度达到1.63mg/L。分析原因：当进水有机物含量很高时，生物膜中的异养好氧菌种群生长占优势，从而抑制了硝化和反硝化菌的生长，导致氨氮去除率有所降低，同时影响出水SS 含量。

 表4 系统抗冲击负荷能力测试

 表5 系统稳定运行结果

 2.5 系统稳定运行

系统稳定运行时，水温为26～32 ℃、pH 为7～7.5、HRT 为6 h，DO 的质量浓度控制在5～6 mg/L，此时的处理结果见表5。

由表5 可知，系统稳定运行时，COD、SS、氨氮都有很好的去除效果。出水水质均能达到GB 18918－2002 一级A 排放要求。。

3 结论

在二段法前增加厌氧水解，不仅可以提高污水的可生化性，而且可以去除污水中大部分的SS，降低后续生化处理的污染负荷。

厌氧水解- 二段生物接触氧化工艺优化运行工况为：HRT 为6 h，DO 的质量浓度为5～6 mg/L。在此工况下运行，系统对污染物有很高的去除率：COD、SS、NH3-N 去除率分别为80%、90%、99%左右。出水水质均能达到GB 18918－2002 一级A 要求。

厌氧水解- 二段生物接触氧化法处理城市生活污水具有运行稳定、操作简单、污染物去除率高和抗冲击负荷能力强的特点，具有很强的适用性。