A. 廢水厭氧生物處理技術有哪些
優點:復
1、高效對污水進行制處理
2、簡單易行
3、靈活適用於大小規模
4、容積負荷率的提高使得對空間的需求降低
5、能耗低
6、剩餘污泥量少
7、污泥穩定性良好,具有良好的脫水性能,有利於污泥的最重處置
8、厭氧污泥可以在不嚴重影響其活性和其他重要特性的情況下被保持很長時間
9、低營養需求(對N、P等需求很低)
缺點:1、厭氧微生物對pH、溫度和毒性等環境條件極其敏感
2、厭氧反應器的初次啟動期很長
3、處理過程會產生惡臭味氣體但這些缺點可以被逐漸的克服,厭氧處理過程非常穩定;只有在處理工業廢水的時候可能需要控制pH;厭氧處理微生物容易適應低溫環境,也能夠忍耐很多種毒性物質;而在一定情況下,恰當的設計、建設以及適當的運行反應器能夠完全除去惡臭氣體。總體來說,廢水的厭氧生物處理比較適應當前的環境情況,有利於可持續發展的進行。
B. 污水處理厭氧生物處理的主要特點有哪些
⑴ 能耗較低:因為厭氧生物處理不需要供氧,能源消耗約為好氧活性污泥專法的1/10,還能產生具有屬較高熱值的甲烷氣(CH4)。每去除1gCODcr可以產生0.35標准升甲烷或0.7標准升沼氣。沼氣的熱值為22.7KJ/L,甲烷的熱值為39300KJ/m3,一般天然氣的熱值為34300KJ/m3 。
⑵ 污泥產量低:因為厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量為0.25~0.6kg,而厭氧生物處理系統每處理1kgCODcr產生的污泥量只有0.02~0.18kg。
⑶可對好氧生物處理系統不能降解的一些大分子有機物進行徹底降解或部分降解。
⑷ 厭氧微生物對溫度、PH等環境因素的變化更為敏感,運行管理好厭氧生物處理系統的難度較大。
⑸ 水溫適應廣:好氧處理水溫在10~35℃之間,當高溫時就需採取降溫措施;而厭氧處理水溫適應廣泛,分低溫厭氧(10~30℃)、中溫厭氧(30~40℃)和高溫厭氧(50~60℃)。
C. 厭氧法處理污水的優缺點
錄求污水處理工程節能措施的技術途徑頗多,而有機污水的厭氧生物處理技術則是重要途徑之一。
厭氧生物處理是利用厭氧性微生物的代謝特性,在毋需提供外源能量的條件下,以被還原有機物作為受氫體,同時產生有能源價值的甲烷氣體。厭氧生物處理法不僅適用於高濃度有機廢水,進水BOD濃度可達15000mg/l,也可適用於低濃度有機廢水,包括城市廢;厭氧生物處理法能耗低;有機容積負荷高,一般為5-10kgCOD/m3.d高的可達50kgCOD/m3.d;剩餘污泥量少;產生的沼氣可利用;營養需要量少;被降解的有機物種類多;能承受較大的負荷變化和水質變化。
顯而易見,開發厭氧生物處理新工藝用來治理有機污水的污染,無疑是一種具有良好經濟效益的方法。近年來,污水厭氧處理工藝發展十分迅速,各種新工藝、新方法不斷出現,包括有厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床、檔板式厭氧法、厭氧生物池、厭氧膨脹床和流化床、厭氧生物轉盤等,目前升流式厭氧污泥床這種新工藝由於具有厭氧過濾及厭氧活性污泥法的雙重特點,運轉及構築物造價均有所下降,對於不同含固量污水的適應性也強,因而已越來越受到重視,國內外目前已設計和施工的這種工藝較多。
二、升流式厭氧污泥床工作原理
升流式厭氧污泥床有反應區、氣液固三相分離器(包括沉澱區)和氣室三部分組成。在底部反應區內存留大量厭氧污泥,具有良好的沉澱性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥層。要處理的污水從厭氧污泥床底部流入與污泥層中污泥進行混合接觸,污泥中的微生物分解污水中的有機物,把它轉化為沼氣。沼氣以微小氣泡形式不斷放出,微小氣泡在上升過程中,不斷合並,逐漸形成較大的氣泡,在污泥床上部由於沼氣的攪動形成一個污泥濃度較稀薄的污泥和水一起上升進入三相分離器,沼氣碰到分離器下部的反射板時,折向反射板的四周,然後穿過水層進入氣室,集中在氣室沼氣,用導管導出,固液混合液經過反射進入三相分離器的沉澱區,污水中的污泥發生絮凝,顆粒逐漸增大,並在重力作用下沉降。沉澱至斜壁上的污泥沼著斜壁滑回厭氧反應區內,使反應區內積累大量的污泥,與污泥分離後的處理出水從沉澱區溢流堰上部溢出,然後排出污泥床。
這種工藝的基本出發佔在於:(1)為污泥絮凝提供有利的物理--化學條件,使厭氧污泥獲得並保持良好的沉澱性能;(2)良好的污泥床常可形成一種相當穩定的生物相,能抵抗較強的擾動力。較大的絮體具有良好的沉澱性能,從而提高設備內的污泥濃度;(3)通過在污泥床設備內設置一個沉澱區,使污泥細顆粒在沉澱區的污泥層內進一步絮凝和沉澱,然後迴流入污泥床內。
三、厭氧污泥床內的流態和污泥分布
厭氧污泥床內的流態相當復雜,反應區內的流態與產氣量和反應區高度相關,一般來說,反應區下部污泥層內,由於產氣的結果,部分斷面通過的氣量較多,形成一股上升的氣流,帶動部分混合液(指污泥與水)作向上運動。與此同時,這股氣、水流周圍的介質則向下運動,造成逆向混合,這種流態造成水的短流。在遠離這股上升氣、水流的地方容易形成死角。在這些死角處也具有一定的產氣量,形成污泥和水的緩慢而微弱的混合,所以說在污泥層內形成不同程度的混合區,這些混合區的大小與短流程度有關。懸浮層內混合液,由於氣體幣的運動帶動液體以較高速度上升和下降,形成較強的混合。在產氣量較少的情況下,有時污泥層與懸浮層有明顯的界線,而在產氣量較多的情況下,這個界面不明顯。有關試驗表明,在沉澱區內水流呈推流式,但沉澱區仍然還有死區和混合區。
厭氧污泥床內污泥濃度與設備的有機負荷率有關。是處理製糖廢水試驗時,升流式厭氧污泥床內污泥分布與負荷的關系。從圖中可看出污泥層污泥濃度比懸浮層污泥濃度高,懸浮層的上下部分污泥濃度差較小,說明接近完全混合型流態,反應區內污泥的頒,當有機負荷很高時污泥層和懸浮層分界不明顯。試驗表明,污水通過底部0.4-0.6m的高度,已有90%的有機物被轉化。由此可見厭氧污泥具有極高的活性,改變了長期以來認為厭氧處理過程進行緩慢的概念。在厭氧污泥中,積累有大量高活性的厭氧污泥是這種設備具有巨大處理能力的主要原因,而這又歸於污泥具有良好的沉澱性能。
升流式厭氧污泥床具有高的容積有機負荷率,其主要原因是設備內,特別是污泥層內保有大量的厭氧污泥。工藝的穩定性和高效性很大程度上取決於生成具有優良沉降性能和很高甲烷活性的污泥,尤其是顆粒狀污泥。與此相反,如果反應區內的污泥以鬆散的絮凝狀體存在,往往出現污泥上浮流失,使厭氧污泥床不能在較高的負荷下穩定運行。
根據厭氧污泥床內污泥形成的形態和達到的COD容積負荷,可以將污泥顆粒化過程大致分為三個運行期:
(1)投產運行期:從接種污泥開始到污泥床內的COD容積負荷達到5kgCOD/m3.d左右,此運行期污泥沉降性能一般;
(2)顆粒污泥出現期:這一運行期的特點是有小顆粒污泥開始出現。當污泥床內的總SS量和總VSS量降至最低時本運行期即告結束,這一運行期污泥沉降性能不太好;
(3)顆粒污泥形成期:這一運行期的特點是顆粒污泥大量形成,由下至上逐步充滿整個厭氧污泥床。當污泥床容積負荷達到16kgCOD/m3.d以上時,可以認為顆粒污泥已培養成熟。該運行期污泥沉降性很好。
五、污泥的流失與外部沉澱池的設置
在升流式厭氧泥床內雖有氣液固三相分離器,混合液進入沉澱區前已把氣體分離,但由於沉澱區內的污泥仍具有較高的產甲烷活性,繼續在沉澱區內產氣;或者由於沖擊負荷及水質突然變化,可能使反應區內污泥膨脹,結果沉澱區固液分離不佳,發生污泥流失而影響了水質和污泥床中污泥濃度。為了減少出水所帶的懸浮物進入水體,外部另設一沉澱池,沉澱下來的污泥迴流到污泥床內。設外部沉澱池的好處是:(1)污泥迴流可加速污泥的積累,縮短投產期;(2)去除懸浮物,改善出水水質;(3)當偶爾發生污泥大量上漂時,回收污泥保持工藝的穩定性;(4)迴流污泥可作進一步分解,可減少剩餘污泥量。
設外部沉澱池的升流式厭氧污床工藝流程。
六、升流式厭氧污泥床的設計
升流式厭氧污泥床的工藝設計主要是計算厭氧污泥床的容積、產氣量、剩餘污泥量、營養需要量.
升流式厭氧污泥床的池形狀有圓形、方形、矩形。污泥床高度一般為3-8m,多用鋼筋混凝土建造。當污水有機物濃度比較高時,需要的沉澱區面積小,反應區的面積可採用與沉澱區相同的面積和池形。當污水有機物濃度低時,需要的沉澱面積大,為了保證反應區的一定高度,反應區的面積不能太大時,則可採用反應區的面積小於沉澱區,即污泥床上部面積大於下部的池形。
氣液固三相分離器是升流式厭氧污泥床的重要組成部分,它對污泥床的正常運行和獲良好的出水水質起十分重要的作用,因此設計時應給予特別的重視。根據經驗,三相分離器應滿足以下幾點要求:
1、混和液進入沉澱區之關,必須將其中的氣泡予以脫出,防止氣泡進入沉澱區影響沉澱;
2、沉澱器斜壁角度約為50o;
3、沉澱區的表面水力負荷應在0.7m3.h以下,進入沉澱區前,通過沉澱槽低縫的流速不大於2m/h;
4、處於集氣器的液一氣界面上的污泥要很好地使之浸沒於水中;
5、應防止集氣器內產生大量泡沫。
第2、3兩個條件可以通過適當選擇沉澱器的深度-面積比來加以滿足。對於低濃度污水,主要用限製表面水力負荷來控制;對於中等濃度和高濃度污水,在極高負荷下,單位橫截面上釋放的氣體體積可能成為一個臨界指標。但是直到現在國內外所取得的成果表明,只要負荷率不超過20kgCOD/m3.d,厭氧污泥床高度不大於10m,可以預料沒有任何問題。
污泥與液體的分離基於污泥絮凝、沉澱和過濾作用。所以創造條件使污泥具有良好的絮凝、沉澱性能對於分離器的工作是具有重要意義。
特別注意是防止氣泡進入沉澱區,要使固一液進入沉澱區之前就與氣泡很好分離。在氣-液表面上形成浮渣能迫使一些氣泡進入沉澱區,所以在一些情況下必須考慮設置排放這些浮渣或破壞這些浮渣的設施。
如上所述,升流式厭氧污泥床的混合是靠上流的水流和發酵過程中產生的氣泡來完成的。因此,一般採用多點進水,使進水均勻地分布在床斷面上。
升流式厭氧污泥床容積的計算一般按有機物容積負荷或水力停留時間進行。設計時可通過試驗決定參數或參考同類廢水用的設計和運行參數。
七、升流式厭氧污泥床的啟動
1、污泥的馴化
升流式套氧污泥床設備啟動的最大困難是獲得大量沉降性能良好的厭氧污泥。最好的辦法加以馴化,一般需要3-6個月,如果靠設備自身積累,投產期可長達1-2年,初中表明,投加少量的載體,有利於厭氧菌的附著,促進初期顆粒污泥的形成;比重大的絮狀污泥比輕的易於顆粒化;比甲烷活性高的厭氧污泥可縮短啟動期。
2、啟動操作要點
(1)最好一次投加足夠量的接種污泥;
(2)從污泥床流出的污泥一般不需迴流,以使特別軾的污泥連續地從污泥床流出,使較重的污泥在床內積累,並促進其增殖進行顆粒化;
(3)啟動開始廢水COD濃度較低時,未必泥顆粒化快;
(4)最初污泥負荷率應低於0.1-0.2kgCOD/kgTSS.d;
(5)污水中原來存在的和產生出來的多種揮發酸未能有效分解之前,不應提高有機容積負荷率;
(6)可降解的COD去除率達到80%左右時,才能增加有機容積負荷率;
(7)為促進污泥顆粒化,反應區內的最小空塔速度為1m/d,採用較高的表面水力負荷有利於小顆粒污泥與污泥絮凝分開,使小顆粒污泥發展為大顆粒。
八、升流式厭氧污泥床工藝的優缺點
升流式厭氧污泥床的主要優點是:
1、升流式厭氧污泥床內污泥濃度高。平均污泥濃度為20-40gVSS/1;
2、有機負荷高。水力停留時間短。中溫發酵,容積負荷一般為10kgCOD/m3.d左右;
3、無混合攪拌設備,靠發酵過程中產生的沼氣的上升運動,使污泥床上部的污泥處於懸浮狀態,對下部的污泥層也有一定程度的攪動;
4、污泥床不填載體,節省造價及避免因填料發生堵賽問題;
5、升流式厭氧污泥床內設三相分離器,一般不設沉澱池,被沉澱區分離出來的污泥重新回到污泥床反應區內,一般無污泥迴流設備。
主要缺點是:
1、進水中懸浮物需要適當控制,不宜過高,一般控制在100mg/l以下;
2、污泥床內有短流現象,影響處理能力;
3、對水質和負荷突然變化較敏感,耐沖擊力稍差。
升流式厭氧污泥床工藝近年來在國外發展很快,在國內也已有生產性規模裝置,該工藝既節約了能源,基至可回收能量,又解決了環境污染問題,取得了較好的經濟效益和社會效益。這種新工藝的研究和發展具有廣闊的應用前景。
D. 污水處理中厭氧處理是什麼原理和過程,需要什麼設備
A/O工藝法,也叫厭氧好氧工藝法,主要用於水處理方面。
A就是厭氧段,主要用於脫氮除磷;O就是好氧版段,主要用於去除水中權的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外,還可同時去除氮、磷,對於高濃度有機廢水及難降解廢水,在好氧段前設置水解酸化段,可顯著提高廢水可生化性。
E. 廢水厭氧處理主要有哪些技術工藝
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二回氧化碳、水、硫化氫和答氨等。在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
F. 我想做一篇關於酒廠 廢水治理方案設計的綜述!
白酒廢水調研報告
一、 概述
白酒是一種含有較高酒精濃度的無色透明的飲料酒,是利用澱粉質原料和糖質原料經過發酵、蒸餾而製成,根據原料和工藝的不同,具有各自獨特的風味,近年來,隨著人民生活水平的提高,白酒的需求量增大,全國各大酒廠紛紛擴建,增加產量,以滿足市場的需求,白酒生產過程中排出大量有機廢水,如直接排放將對環境造成污染。
二、 白酒生產工藝
我國白酒生產大多數以高梁、小麥、玉米等作為原輔料,經過四道基本工序釀制而成,即原料的預處理、糖化發酵、蒸餾出酒、裝瓶。白酒的生產工藝有固態發酵法、半固態發酵法和液態發酵法,下圖是典型的固態發酵法:
三、 廢水的來源
白酒廢水是指從生產到貯存陳化過程中所產生的工業廢水,各個廠生產工藝有所不同,但都是屬於間歇式排放,廢水主要來自以下幾個方面:釀造車間的冷卻水、蒸餾操作工具的沖洗水、蒸餾鍋底水、蒸餾工段地面沖洗水以及發酵池滲瀝水、地下酒庫滲漏水、發酵池盲溝水、灌裝車間酒瓶清洗水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等。
四、 白酒廢水的水質水量
白酒廢水按污染程度可分為兩部分,一部分為高濃度廢水,所含有機物濃度非常高如蒸餾鍋底水、發酵池盲溝水、蒸餾工段地面沖洗水、地下酒庫滲漏水、「下沙」和「糙沙」工藝工程中原料沖洗、浸泡排放水等,其COD高達100000mg/l左右,BOD高達44000 mg/l,pH呈酸性,但這部分廢水量很小,占廢水總量不到5%,其他屬於低濃度廢水,污染物濃度遠遠低於國家排放標准,可直接排放,一般高低濃度廢水分開排放。以下是某酒廠排放的廢水水質表,該廠以高梁為原料釀酒。
釀酒車間及酒庫排放廢水水質
廢水類別 pH COD(g/l) BOD(g/l) TN(g/l) TP(mg/l) SS
(g/l)
冷卻水 7.3~7.9 0.011~0.025
蒸餾鍋底水 3.7~3.8 10~100 5.8~66 0.3~1.1 31.4~664 1.35~31
發酵池盲溝水 4.0~4.8 43~130 21~67 1.0 703 0.2~6.0
蒸餾工段地面沖洗水 4.5~5.8 4~17 1.6~8.1 0.2~1.0 158~597 2.5~6.3
地下酒庫滲水 5.7~6.0 61 31 0.15 0.3 0.4
下沙、糙沙工藝廢水水質
廢水類別 水溫 水色 pH COD(mg/l) BOD(mg/l)
高梁沖洗水 40 紅褐色渾 4.8 1781
高梁浸泡水 33 紅色 3.7 7192 2700
蒸餾鍋底水 80 灰黑色渾 6.5 7809 2665
五、 高濃度白酒廢水常見處理工藝
設計參數一覽表
厭氧反應池 容積負荷:3.0~6.0kgCOD/m3.d,
BOD去除率:80%,
接觸氧化池 容積負荷:1.0~1.5kgBOD5/m3.d,
BOD去除率:95%,
產泥量:0.3~0.5 kg/ kgBOD5
六、 工程實例
常德市武陵酒廠日排放廢水量2000噸,工程設計採取了清污分流制,高濃度廢水採用「厭氧-好氧-物化」三級處理工藝,見下圖:
高濃度廢水匯合後,水質情況如下:COD=17700mg/L,BOD=8900 mg/L,SS=5500 mg/L,pH=3.8~5.0,厭氧採用厭氧流化床反應器,該反應器以砂為載體,有機負荷為15kgCOD/m3.d,COD、BOD去除率為80%,厭氧出水經生物濾池、接觸氧化、氣浮池後,COD降至70.8 mg/L,BOD降至53.4 mg/L,全流程COD、BOD的總去除率分別為99.5%、99.4%,處理效果比較好。
本工程要求處理的酒精廢液,是一種高懸浮物、高濃度的有機廢液,對於這種生產廢液實際工程中有採用全糟處理工藝也有採用半糟處理工藝的成功實例。所謂全糟處理工藝是指生產廢液不經固液分離全部的酒糟都進入厭氧發酵系統。半糟處理工藝是指酒精糟液先經固液分離,粗渣作飼料,剩餘濾液(半糟)進厭氧處理工藝。
全糟處理工藝不產生可回用作飼料的粗渣,但沼氣產量遠高於半糟處理工藝。全糟處理工藝由於節省了固液分離機械設備,具有投資省、運行費用低的優點。但由於全部糟液都厭氧發酵,造成厭氧發酵反應器較大,整個工程佔地面積大。
由於該廠酒精生產原料採用木薯,木薯為原料產生的粗糟回用作飼料原料市場銷路不好,粗糟如果不能及時銷售出去,不但不能給公司帶來效益,而且勢必造成嚴重的二次污染。相反,甲方對沼氣需求量較大(甲方計劃將廢液處理過程中產生的沼氣回用作鍋爐燃料),全糟厭氧工藝產生的所有沼氣都能吸納,從而很大程度上減少了煤的用量,為公司帶來經濟效益。綜合以上分析,本方案選擇全糟厭氧處理工藝。
經過厭氧發酵處理後的廢水有機污染物濃度還較高,可生化性較好,需進一步進行好氧生化處理才能達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。
3.1厭氧工藝選擇
目前在廢水處理工程中,採用的厭氧處理工藝較多,如普通厭氧消化池、厭氧接觸工藝、厭氧生物濾器、上流式厭氧污泥床(UASB)和厭氧折流板反應器等。從容積負荷、去除效率來進行比較分析,目前應用較為廣泛的是UASB反應器。但是,UASB反應器抗懸浮物沖擊性能較差,當廢水中懸浮物含量太高時,顆粒污泥很難形成,而絮狀污泥的沉降性能較差,三相分離器很難保證厭氧污泥的濃度,無法實現UASB反應器高容積負荷的特點。考慮到酒精廢液高懸浮物、高濃度有機物的特點,本方案採用兩級厭氧處理工藝,第一級厭氧工藝採用適應懸浮物濃度高的厭氧接觸工藝。
厭氧接觸工藝出水經過脫氣沉澱後出水再進後續的UASB厭氧反應器進行進一步的有機物降解,使好氧生化段進水有機物濃度更低,減少能耗。
結合本工程的特點,下面對這兩種工藝介紹如下:
厭氧接觸工藝
厭氧接觸工藝是普通消化池改進的一種工藝,它包含消化池、脫氣池、沉澱池三部分。消化池是厭氧接觸工藝的反應主體,酒糟廢液從消化池上部進入池內,經與池中原有的厭氧微生物混合、接觸後,通過厭氧微生物的吸附、吸收和生物降解作用,使廢水中的有機物轉化為甲烷、 二氧化碳為主的氣體(俗稱沼氣)。消化池排出的混合液先經脫氣池脫除未分離干凈的氣體,再進沉澱池進行泥水分離。沉澱池出水進入下一級處理,沉澱池污泥迴流至消化池。
為了保證消化池厭氧微生物與有機物的充分接觸,池內溫度、水質的均勻,同時防止形成浮渣層(形成浮渣層會阻礙沼氣的及時排出),消化池需設攪拌裝置。攪拌方式較多,本方案採用泵加水射器的攪拌方式,主要居於如下考慮。由於酒糟廢液pH較低,僅僅為4~5,而厭氧微生物特別是產甲烷菌對系統內泥水的pH非常敏感,其最佳要求為6.8~7.2,因此為了保證厭氧系統的處理效果,需要對來水pH進行調節,這樣必將消耗大量的葯劑,增加了整個污水處理系統的運行成本,而厭氧系統出水pH相對較高,鹼度含量較大,卻不能得到充分的利用。通過消化池出水迴流,不但能減少鹼的投加量,而且經水射器釋放,還有很好的攪拌作用。
UASB工藝
升流式厭氧污泥床(UASB)反應器是荷蘭學者Lettinga等人於20世紀70年代初開發的。由於這種反應器結構簡單,不用填料,沒有懸浮物堵塞等問題,因此一出現便立即引起了廣大廢水處理工作者的極大興趣,並很快被廣泛應用到工業廢水和生活污水的處理中。UASB反應器在處理各種有機廢水時,反應器內一般情況下均能形成厭氧顆粒污泥,而厭氧顆粒污泥不僅具有良好的沉降性能,而且有較高的比產甲烷活性。由於UASB反應器設有三相分離器,使得反應器內的污泥不易流失,所以反應器內能維持很高的生物量,平均濃度能達到80gSS/L左右。同時,反應器的STR很大,HRT很小,這使反應器有很高的容積負荷率和處理效率以及運行穩定性。
待處理的廢水被引入UASB反應器的底部,向上流過由絮狀或顆粒狀污泥組成的污泥床。隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應,產生沼氣(氣體是甲烷和二氧化碳)引起污泥床擾動。在污泥床產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上,自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡上升至反應器的頂部。污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部,這引起附著的氣泡釋放;脫氣的污泥顆粒沉澱回到污泥床的表面。自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集在反應器頂部的集氣室內。液體中包含一些剩餘的固體和生物顆粒進入到沉澱室內,剩餘固體和生物顆粒從液體中分離並通過反射板落回到污泥層的上面。分離氣體、固體後的液體繼續上升,最後從出水堰溢流,經集水槽排出。沼氣聚集於三相分離器頂部,通過氣管排出。
高濃度有機生產廢水經過兩級厭氧反應器預處理後,有機物得到大量去除,但出水還含有一定有機污染物,本方案選用好氧系統進行後續處理。
3.2好氧工藝選擇
好氧生化處理工藝主要包含兩種形式:活性污泥法和生物膜法。活性污泥法常用工藝普通活性污泥法、SBR及各類變形工藝如CASS、DAT-IAT等、氧化溝、A/O、A2/O等。生物膜法常用工藝有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池和曝氣生物濾池,代表工藝為生物接觸氧化工藝。
下面就本工程的特點對以上幾種工藝進行比選,確定出最適宜的工藝。
普通活性污泥法
普通活性污泥法又稱普曝法,是採用普通曝氣池為主體構築物,對污水進行生化處理的方法。廢水及迴流污泥從曝氣池首端進入,沿池長方向推流式前進,需氧量首端高,末端低,利用好氧微生物對廢水中有機物進行降解,達到凈化廢水的目的。其工藝比較簡單,運行經驗成熟,此工藝對COD,BOD,SS的去除率均可達到預期效果,但該工藝BOD負荷低,抗擊負荷的能力較弱,佔地面積大。
SBR工藝
SBR法是間歇式活性污泥法(Sequence Batch Reactor Activated Sludge Process縮寫為SBR),又稱序批式活性污泥法。其特點是集生化反應池和沉澱池於一體,不需設初沉池和二沉池,亦避免迴流污泥泵房等裝置。基本操作為進水,反應,沉澱,出水等過程組成。從廢水流入開始到出水排泥結束為一個周期。在周期內一切過程都在一個設有曝氣裝置的反應池中依次進行。該法不易產生污泥膨脹,處理構築物簡單,同時對運行參數調整後可有效進行生物脫氮除磷。但由於其運行的周期性,一般要設置多池,池體內有效利用率低,佔地面積較大,運行控制較復雜。
接觸氧化工藝
生物接觸氧化是一種好氧生物膜法工藝,池內設有填料,部分微生物以生物膜的形式固著生長在填料表面,部分則是絮狀懸浮生長於水中。該工藝兼有活性污泥法與生物膜法二者的特點,其優點有:
容積負荷高,處理時間短;
生物活性高;
污泥產量低,無需污泥迴流;
出水水質好且穩定;
不存在污泥膨脹問題;
該工藝成熟穩定,佔地面積省,設備國產化,在小規模廢水處理工程中得到了廣泛的應用。但對於水量較大時,存在填料用量大、安裝、維護復雜,填料費用高等不利因數。
各種工藝的綜合比較見下表:
幾種好氧技術或工藝在工業廢水處理應用的比較
序號 工藝或技術 普通活性污泥法 生物接觸氧化法 SBR
1 BOD負荷 低 較高 較低
2 抗沖擊負荷 較差 一般 好
3 抗絲狀膨脹 較差 好 較好
4 投資 大 較大 一般
5 佔地面積 大 較小 小
6 運行控制 一般 簡單 復雜
7 自控要求 簡單 簡單 復雜
8 設備維修 一般 一般 復雜
9 運行費用 較高 一般 一般
綜合比較以上工藝,對於本工程日處理水量3500噸採用SBR工藝較合理。因此,在本方案中,好氧段我們採用SBR工藝對廢水進行處理。
好氧處理系統出水各項污染物指標都有很大程度的降低,基本能夠保證出水達到《污水綜合排放標准》GB8978-96中一級排放標准。考慮到一定沖擊負荷,為了確保出水水質的達標,SBR出水再經絮凝過濾處理後排放,如果SBR出水長期穩定達標,可以超越絮凝過濾裝置,SBR出水直接排放。
G. 厭氧處理污水的原理
在污水處理過程中,廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發酵;是指在厭氧條件下由多種(厭氧或兼性)微生物的共同作用下,使有機物分解並產生CH和CO的過程。
H. 污水處理厭氧池是什麼
厭氧生物處理技術即為在厭氧狀態下,污水中的有機物被厭氧細菌分解、代謝、消化,使得污水中的有機物含量大幅減少,同時產生沼氣的一種高效的污水處理方式。
厭氧處理作為生物處理的一個重要形式,正在陸續地開發出一系列新的厭氧處理工藝和構築物,逐步克服了傳統厭氧工藝的缺點,在理論和實踐上取得了很大的進步。
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。
在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
(8)污水厭氧處理技術綜述擴展閱讀:
厭氧消化
有機物質被厭氧菌在厭氧條件下分解產生甲烷和二氧化碳的過程,厭氧是在空氣缺乏的條件下從有機物中移出而生成CO2的。無論是酸性發酵,還是沼氣發酵,參與生化反應的氧都是來自於水、有機物、硝酸鹽或被分解的亞硝酸鹽。
厭氧消化的優點是有機質經消化產生了能源,殘余物可作肥料。厭氧消化開始用於廢物處理等多個領域,如工業廢水處理、城市垃圾的處理及潛在能源的開發、作燃料與動力、並且已建立了大規模的厭氧消化工廠。
I. 廢水厭氧生物處理的技術特點
優點:
1、高效對污水進行處理
2、簡單易行
3、靈活適用於大小規模
4、容積負荷率的版提高使得對空間的需求降低權
5、能耗低
6、剩餘污泥量少
7、污泥穩定性良好,具有良好的脫水性能,有利於污泥的最重處置
8、厭氧污泥可以在不嚴重影響其活性和其他重要特性的情況下被保持很長時間
9、低營養需求(對N、P等需求很低)
缺點:
1、厭氧微生物對pH、溫度和毒性等環境條件極其敏感
2、厭氧反應器的初次啟動期很長
3、處理過程會產生惡臭味氣體
但這些缺點可以被逐漸的克服,厭氧處理過程非常穩定;只有在處理工業廢水的時候可能需要控制pH;厭氧處理微生物容易適應低溫環境,也能夠忍耐很多種毒性物質;而在一定情況下,恰當的設計、建設以及適當的運行反應器能夠完全除去惡臭氣體。總體來說,廢水的厭氧生物處理比較適應當前的環境情況,有利於可持續發展的進行。
J. 厭氧污水處理的原理
在厭氧處理過程中,廢水中的有機物經大量微生物的共同作用,被最終轉化為甲烷、二氧化碳、水、硫化氫和氨等。在此過程中,不同微生物的代謝過程相互影響,相互制約,形成了復雜的生態系統。對高分子有機物的厭氧過程的敘述,有助於我們了解這一過程的基本內容。
高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段:水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。 水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。
高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。它們在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如,纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢,因此被認為是含高分子有機物或懸浮物廢液厭氧降解的限速階段。多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。水解速度的可由以下動力學方程加以描述:ρ=ρo/(1+Kh.T)
ρ ——可降解的非溶解性底物濃度(g/L);
ρo———非溶解性底物的初始濃度(g/L);
Kh——水解常數(d^-1);
T——停留時間(d) 發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程,在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物,因此這一過程也稱為酸化。
在這一階段,上述小分子的化合物發酵細菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌,但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中,這些兼性厭氧菌能夠起到保護像甲烷菌這樣的嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等,產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。與此同時,酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質,因此,未酸化廢水厭氧處理時產生更多的剩餘污泥。
在厭氧降解過程中,酸化細菌對酸的耐受力必須加以考慮。酸化過程pH下降到4時能可以進行。但是產甲烷過程pH值的范圍在6.5~7.5之間,因此pH值的下降將會減少甲烷的生成和氫的消耗,並進一步引起酸化末端產物組成的改變。 在產氫產乙酸菌的作用下,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。
其某些反應式如下:
CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG』0=-4.2KJ/MOL
CH3CH2OH+H2O-> CH3COO-+H++2H2O ΔG』0=9.6KJ/MOL
CH3CH2CH2COO-+2H2O-> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG』0=48.1KJ/MOL
CH3CH2COO-+3H2O-> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG』0=76.1KJ/MOL
4CH3OH+2CO2-> 3CH3COO-+2H2O ΔG』0=-2.9KJ/MOL
2HCO3-+4H2+H+->CH3COO-+4H2O ΔG』0=-70.3KJ/MOL 這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。
甲烷細菌將乙酸、乙酸鹽、二氧化碳和氫氣等轉化為甲烷的過程有兩種生理上不同的產甲烷菌完成,一組把氫和二氧化碳轉化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產生甲烷,前者約占總量的1/3,後者約佔2/3。
最主要的產甲烷過程反應有:
CH3COO-+H2O->CH4+HCO3- ΔG』0=-31.0KJ/MOL
HCO3-+H++4H2->CH4+3H2O ΔG』0=-135.6KJ/MOL
4CH3OH->3CH4+CO2+2H2O ΔG』0=-312KJ/MOL
4HCOO-+2H+->CH4+CO2+2HCO3- ΔG』0=-32.9KJ/MOL
在甲烷的形成過程中,主要的中間產物是甲基輔酶M(CH3-S-CH2-SO3-)。
需要指出的是:一些書把厭氧消化過程分為三個階段,把第一、第二階段合成為一個階段,稱為水解酸化階段。在這里我們則認為分為四個階段能更清楚反應厭氧消化過程。