摘要：经济的发展提升了人们的生活水平，也推动了城镇化的进程，尤其在我国，人口密集的城市中对水资源的需求逐年增大，而生活污水的排放也呈现逐年增长的趋势。为保护城市居民用水以及城市地下水、附近河湖水，各级地方政府都高度重视水资源的保护工作。现代厌氧生物处理技术因为构造建筑简单、成本较低，技术成熟而在城市生活污水的处理中得到了广泛应用。本文主要分析了厌氧生物处理技术的特点以及在城市生活污水处理中的具体应用。
关键词：厌氧生物处理；城市生活污水；污水处理；应用
1厌氧生物处理概述
厌氧生物处理技术在城市生活污水和工业废水处理中得到广泛应用，它可以单独使用，也可以和好氧污水处理技术配合使用。厌氧消化具有明显优点，如：无需搅拌和供氧，消耗动力小，产生大量含有甲烷的沼气，可以为城市提供能源，用于家庭燃气和发电。
厌氧生物处理技术在处理高浓度的废水时，可以单独设置厌氧单元，在无氧环境下，水中的甲烷菌对水中的有机质进行分解，生成甲烷气体，从而净化污水。一般经过厌氧处理后的污水需要进一步深度处理，会在后期增加好氧处理。而城市生活污水一般属于低浓度污水，在使用厌氧生物处理时搭配好氧单元，组成厌氧—好氧系统（AO系统）[3]，通常被称作为厌氧好氧工艺法，厌氧单元用来脱氮除磷，好氧单元可以除去水中的有机物。另外还有一种A2O系统，是厌氧、缺氧和好氧单元搭配组成，主要包括A1厌氧段，A2缺氧段，O好氧段。A1段用来脱氮除磷，A2通过反硝化技术脱氮，O段用来除去水中有机物。
2厌氧生物处理技术的发展和技术改进
2.1基本原理
厌氧生物处理的基本原理是在厌氧的条件下（断绝和空气接触），通过多种具有厌氧或兼具厌氧属性的微生物共同作用，分解有机物并使其产生CO2和CH4。
厌氧对有机物的浓度要求较高，一般要求大于1000mg/L。因此长期以来厌氧生物处理技术通常被用来处理高浓度的有机工业废水、动植物残体粪便或者城镇污水污泥等。
厌氧生物处理技术处理污水对有机物实行生物分解后能产生能源，而且残余物可以用作作物肥料，目前在多个污水处理领域得到应用，同时也可用作潜在能源开发，作物肥料和动力开发等。
厌氧消化可以分为两个阶段：第一阶段是酸性消化；第二阶段是碱性消化，也称甲烷消化。
2.1.1酸性发酵阶段
污水中通常含有大量有机物，如：淀粉、多糖、烷、烯、纤维素等。产酸菌或者酸性腐化菌将这些高分子有机物进行生物分解，产生乳酸、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸等。然后蛋白质、氨基酸和脂肪水解后生成氮和氨等。
2.1.2甲烷消化阶段
第一阶段产生了有机酸和甲醇、甲胺等有机物，产甲烷菌会在发酵过程中将这些有机物转换为甲烷。
2.2厌氧反应器的发展
厌氧反应器的发展经历几个阶段：首先出现的是化粪池，厌氧发酵和沉淀过程是同时进行的，厌氧菌浓度较低，该工艺一般结构简单，成本低，可以去除污水中的油脂和可沉性固体，但对可溶解性的有机物去除效果一般，去除率较低，需要后期进行深度处理，否则容易造成二次污染。
第二阶段是厌氧生物滤池（AF），是一种高速厌氧反应器，主要是将填料作为微生物载体，改善微生物的生存环境，促使微生物浓度提高，此种反应器适合处理溶解性有机废水。
第三阶段是AFB，厌氧流化床，通过惰性填料在其表面形成生物膜保留厌氧污泥。
第四阶段是ABR，厌氧折流板反应器，是一种高效的厌氧处理工艺，这种反应器包括若干隔室，各个隔室的条件差异明显，前隔室以水解菌为主，后隔室以甲烷菌为主，针对不同的微生物创造适合它们生存的条件，处理效果不错，但是由于城市生活污水的COD一般不超过500mg/L，因此这种反应器不适合处理城市生活污水。
第五个阶段是UASB，被成为上流式厌氧污泥床，这种反应器处理污水的过程中，污水是自下而上通过，床底有一层颗粒污泥层，沉降性能和絮凝效果明显，中间有一层悬浮层，上部设有澄清区。这种分离器的操作更加简单，基础建设也更简单，而且处理的费用较少，处理后出水水质好，效率高。但由于城市生活污水的浓度较低，一般会出现颗粒污泥较难培养的问题。第六个阶段是EGSB，这种处理器是在UASB的基础上进行改进的，可以对15℃以下的生活污水进行厌氧处理，而且相比于UASB，在处理污水中的不溶性物质时效果更明显。
3厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用
3.1现状
根据相关调查，我国城市生活污水水质相对工业污水来说比较稳定，一般有恶臭、浑浊、颜色较深的特征，重金属和酚类等对微生物有害的物质含量较少，细菌尤其是病原体、病毒、寄生虫卵等含量较大。目前我国城市污水处理仍较多使用好氧生物处理技术，随着厌氧生物处理技术的应用和推广，部分城市采用厌氧—好氧搭配工艺法。厌氧工艺处理生活污水相较于好氧生物处理技术具有明显的优点：
一是单元设置要求较低，建筑物较小、操作方法简单；二是对能量的消耗少，可节约能源成本；三是可以大规模处理，也可以分散小规模处理，便于操作和执行；四是成本消耗小，如果分散小规模处理的话，耗用经济成本较小；五是脱水性能好，剩余污泥量少，厌氧处理后，后续处理方便。
3.2模式
A2O模式即是厌氧—缺氧—好氧生物处理模式，污水首先进入厌氧池，在和空气断绝接触的环境下，聚磷菌吸收污水中有机物生成的能量，然后把磷释放出来，进入好氧池中后，和氧气接触产生氧化反应，聚磷菌释放出能量，吸收大量磷后以固体的形式在沉淀池中沉淀下来。有机物在A2O模式中进行生物分解，尤其是在好氧过程中产生氧化反应，生成二氧化碳和水，被释放到空气中。缺氧池可以使污水中的亚硝酸盐和硝酸盐反硝化，把高价氮还原成氮气被释放到空气中，从而达到除氮的效果。
对于COD浓度不超过1000mg/L的城市生活污水，比较适合用A2O模式进行处理。新型高速厌氧反应器大多是利用使微生物固定化的方法延长其在反应器中的停留时间，只是固定的方法不同而已。在厌氧滤池和厌氧流化床中，微生物因附着生长在载体表面而得到固定，在升流式厌氧污泥膨胀床中，微生物互相粘
结缠绕，形成结构紧密的颗粒，又因其沉降性能良好而易被截留在反应器中，是另一种形式的固定。高速厌氧反应器的发展大大提高了厌氧反应器的负荷和处理效率，使废水在反应器中的停留时间缩短到几小时，反应器容积得以大大缩小，从而有利于厌氧技术用于工业化的废水处理。
3.3实际应用
厌氧生物处理技术受到污水COD浓度和温度的影响，一般来说温度低，厌氧生物处理技术对溶解性有机物的溶解过程会受到抑制，而厌氧生物处理也更适合浓度超过1000mg/L的污水。由于城市生活污水一般有机物浓度较低，而浓度影响有机物的吸收和微生物的生长速度，浓度低，厌氧微生物的生长也受到影响，因此EGSB反应器在处理低浓度污水时效果比较明显。国外目前应用厌氧生物处理技术处理低浓度低温度生活污水方面取得了一定成效。如，印度、荷兰、巴西等建立了大型的UASB反应器和处理生活污水系统。印度的UASB系统可处理进水温度不超过30℃的生活污水，COD去除率达到68%～74%。荷兰的EGSB在处理低浓度有机生活污水方面也取得了比较重大的成功。
我国利用厌氧生物处理技术处理城市生活污水起步较晚，但是经过摸索和研究，目前厌氧生物处理技术也逐步应用在城市生活污水的处理中，自主开发了厌氧水解—好氧工艺，厌氧系统采用UASB处理器，在低温状态下COD去除率能达到50%。
4结论
综上所述，与活性污泥法或氧化沟法等传统的好氧生物处理法相比，厌氧生物处理具有占地面积小、运行费用低、可回收一定的生物能源、剩余污泥量少且易于处理处置等的优点。对处于气候温暖的地区，利用新型高速厌氧生物反应器处理城市污水或生活污水，是减轻污染，缓解能源短缺，提高城市污水处理普及率的一个有效途径。当然，厌氧反应器对有毒物质较敏感，初次启动过程缓慢，所以除需进一步研究开发可靠、稳定、简单的相关技术外，还可以结合其它废水处理系统共同构成综合处理系统如厌氧—好氧系统，厌氧—湿地系统等以提高其效用。
参考文献：
[1]钟灵.厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用[J].环境与发展,2018,30(12):70-71.
[2]黄海峰,杨开,王晖.厌氧生物处理技术及其在城市污水处理中的应用[J].中国资源综合利用,2005(06):37-40.
[3]李绍衡.厌氧生物处理技术的原理及其在城市污水处理中的应用[J].湖南大学学报(自然科学版),2001(S1):16-22.