A2O地埋式一體化污水處理設(shè)備厭氧生物處理的主要特征1、厭氧生物處理過程的主要優(yōu)點(diǎn):①能耗大大降低,而且還可以回收生物能(沼氣);②污泥產(chǎn)量很低;——厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15——0.34kgVSS/kgCOD,產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右,而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25——0.6kgVSS/kgCOD。③厭氧微生物有可能對好
產(chǎn)品時間:2024-09-05
A2O地埋式一體化污水處理設(shè)備
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厭氧生物處理與好氧生物處理相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)應(yīng)用范圍廣。好氧法因供氧限制一般只適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理,而厭氧法既用于高濃度有機(jī)廢水,又適用于中、低濃度有機(jī)廢水的處理。有些有機(jī)物對好氧生物處理法來說是難降解的,但對厭氧生物處理是可降解的。
(2)能耗低。好氧法需要消耗大量能量供氧,曝氣費(fèi)用隨著有機(jī)物濃度的增加而增大,而厭氧法不需要充氧,而且產(chǎn)生的沼氣能量可以抵償消耗能量。
(3)負(fù)荷高。通常好氧法的有機(jī)容積負(fù)荷(BOD)為2~4Kg(m3·d),而厭氧法為2~10Kg(m3·d)。
(4)剩余污泥量少,且污泥濃縮、脫水性良好。好氧法每去除1KgCOD將產(chǎn)生0.4~0.6Kg生物量,而厭氧法去除1KgCOD只產(chǎn)生0.02~0.1Kg生物量,其剩余污泥量只有好氧法的5%~20%.此外,消化污泥在衛(wèi)生學(xué)上和化學(xué)上都是較穩(wěn)定的,因此剩余污泥的處理和處置簡單,運(yùn)行費(fèi)用低,甚至可作為肥料利用。
(5)氮、磷營養(yǎng)需要量較少。好氧一般要求BOD:N:P為100:5:1,而厭氧法要求的BOD:N:P為100:2.5:0.5,因此厭氧法對氮磷缺乏的工業(yè)廢水所需投加的營養(yǎng)鹽較少。
(6)厭氧處理過程有一定的殺菌作用,可以殺死廢水和污泥中的寄生蟲卵、病毒。
(7)厭氧活性污泥可以長期儲存,厭氧反應(yīng)器可以季節(jié)性或間歇性運(yùn)行,在停止運(yùn)行一段時間后,能較迅速啟動。
但是,厭氧生物處理法也存在下列缺點(diǎn):
(1)厭氧微生物增殖緩慢,因而厭氧生物處理的啟動和處理時間比好氧生物處理時間長。
(2)出水往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn),需要進(jìn)一步處理,故一般在厭氧處理后串聯(lián)好氧處理。
(3)厭氧處理系統(tǒng)操作控制因素較為復(fù)雜和嚴(yán)格,對有毒有害物質(zhì)的影響較敏感。
生物滴濾法(Biotrickling filter)
生物滴濾法的基本原理: 生物滴濾法處理VOCs的原理與生物過濾法基本相同,它是介于生物過濾法與生物洗滌法之間的一種生物處理技術(shù)。生物滴濾反應(yīng)器中一般填充惰性填料,如陶瓷、碎石、珍珠巖、塑料材質(zhì)填料等,在此系統(tǒng)中填料僅為微生物提供一定的附著表面。廢氣同生長在惰性填料上的生物膜(微生物)接觸,從而被生物降解。
雖然生物法在處理揮發(fā)性有機(jī)廢氣方面有很多的優(yōu)點(diǎn)和好處,但是它也有一些不足,生物法的缺點(diǎn)主要是所能承載的污染物負(fù)荷不能太高,因而一般占地較大。另外,對于氣態(tài)污染物生物進(jìn)化的機(jī)制了解還不充分,設(shè)計和運(yùn)行基本還停留在經(jīng)驗和現(xiàn)場實驗獲取數(shù)據(jù)的水平,造成一些設(shè)備的運(yùn)行效果不穩(wěn)定。
好養(yǎng)生物處理法因操作簡單、處理量大而得到了廣泛應(yīng)用。
(2)厭氧生物處理
厭氧生物處理是在沒有分子氧及化合態(tài)氧存在的條件下,兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。
有機(jī)物的厭氧分解過程可分為兩階段(即酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段)。酸性發(fā)酵階段,有機(jī)酸的大量積累,廢水pH下降,故此得名。在產(chǎn)酸細(xì)菌作用下復(fù)雜的有機(jī)物分解成簡單的有機(jī)物,如各種有機(jī)酸和醇類以及CO2、NH3、H2S等。在堿性發(fā)酵階段,NH3對有機(jī)酸有中和作用,pH值上升,產(chǎn)甲烷菌把*階段分解產(chǎn)物有機(jī)酸和醇類分解成CH4和CO2,隨著有機(jī)酸的分解,有機(jī)物的最終厭氧分解是在堿性條件下進(jìn)行的,故稱為堿性發(fā)酵。厭氧處理會改變廢水中污染物質(zhì)的結(jié)構(gòu),改變污泥的活性,很多物質(zhì)得以降解。
A2O地埋式一體化污水處理設(shè)備預(yù)處理工藝的選擇
預(yù)處理是指在原料液過濾前加入適當(dāng)?shù)乃巹愿淖兞弦夯蛉苜|(zhì)的性質(zhì),或?qū)α弦哼M(jìn)行絮凝、過濾,去除較大的懸浮粒子或膠狀物質(zhì),或調(diào)整料液的pH以去除膜污染物,從而減輕膜的負(fù)荷和污染。
在選擇預(yù)處理工藝之前,首先要明確預(yù)處理的目的。膜前進(jìn)行預(yù)處理主要是為了防止或減少膜污染,將膜污染降低到最低水平。因此,可以根據(jù)不同膜過程的需求和進(jìn)水要求選擇合適的預(yù)處理工藝。首先,需在實驗室確定各種膜過程中的關(guān)鍵污染物,去除或減少對膜污染起主要作用的關(guān)鍵組分。預(yù)處理的目的并不是去除所有污染物,而是去除對膜有污染或損害的關(guān)鍵污染物,因此處理要適度,過度的預(yù)處理反而會引起新的膜污染。
1.1、污水中無機(jī)結(jié)垢物質(zhì)引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中,結(jié)垢主要發(fā)生在反滲透膜元件上,如果超濾進(jìn)水中的硬度和堿度過高,則容易在反滲透膜段發(fā)生結(jié)垢,引起反滲透產(chǎn)水通量快速下降。因此,要減少反滲透膜段的結(jié)垢污染,需要對污水進(jìn)行膜前預(yù)處理。防止反滲透膜結(jié)垢的預(yù)處理方式主要有以下幾種:添加阻垢劑、調(diào)酸、除硬等。
添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢,還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類:六偏磷酸鈉、有機(jī)磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,膜前無任何處理步驟,且添加劑量可精確控制;缺點(diǎn)是會增加濃水COD,高回收率下可能失效,阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當(dāng)時仍有可能堵膜。
通過調(diào)酸,可使碳酸鈣維持溶解狀態(tài)。調(diào)酸處理的優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,污水pH不高時,成本低于除硬處理;缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對Ca、Mg離子無去除作用,濃水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高,且對管路防腐要求較高。此外,僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時,要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數(shù)必須為負(fù)數(shù)。
污水中有機(jī)物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
在污水處理過程中,脫除和濃縮有機(jī)物是主要目標(biāo)。在雙膜系統(tǒng)運(yùn)行過程中,有機(jī)物引起的膜污染在超濾和反滲透膜段都有體現(xiàn)。由于煉油污水中的大分子有機(jī)物相對較多,因此超濾膜段大分子有機(jī)物引起的膜面污染可能較反滲透膜段更為嚴(yán)重。有機(jī)物容易吸附在膜面上引起膜通量急劇下降,當(dāng)高分子質(zhì)量的有機(jī)物為憎水性或帶正電荷時,這種吸附過程更易進(jìn)行;當(dāng)pH>9時,膜表面及有機(jī)物均呈負(fù)電荷,因此,高pH有利于防止有機(jī)物污染。但以乳化狀態(tài)出現(xiàn)的有機(jī)物會在膜表面形成有機(jī)污染薄層,引發(fā)嚴(yán)重的膜性能衰減,必須在預(yù)處理部分除去。
目前來說,膜前預(yù)處理去除有機(jī)物的方式可分為以下2大類:物理化學(xué)法和生物法〔12, 13, 14, 15〕。物理化學(xué)法主要包括吸附法、絮凝劑混凝沉淀法、高級氧化法;生物法主要為膜前深度生化處理,包括接觸氧化、BAF、A/O、A/O/O等。其中,吸附法常用的吸附劑為活性炭,但活性炭吸附費(fèi)用較高,并且再生困難,容易產(chǎn)生二次污染。絮凝法可有效去除水中的懸浮性物質(zhì),防止膜發(fā)生膠體污染。高級氧化法可有效去除水中難降解有機(jī)物。生物法如接觸氧化和BAF可有效降低水中的有機(jī)物、氨氮、油,并截留大量懸浮物,BAF尤其對氨氮去除效果好。不同的預(yù)處理方法各有優(yōu)勢,必須結(jié)合實際廢水水質(zhì)篩選出相應(yīng)的有機(jī)物去除手段。
1.4、污水中微生物引起的膜污染的預(yù)處理工藝選擇
微生物污染是指微生物在膜水界面上積累、凝結(jié)形成一層生物膜,影響膜系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。細(xì)菌的大小一般為1~3 μm.微生物可以看成是膠體物質(zhì),可以按照膠體污染的預(yù)處理方法或在超濾膜系統(tǒng)得到去除。然而,微生物的繁殖能力很強(qiáng),在適宜的生存條件下會迅速生長。
膜元件容易受到微生物污染的原因有3種:一是膜系統(tǒng)具有較大的膜表面積,增加了黏附細(xì)菌的可能性;二是膜的過濾會將細(xì)菌遷移至膜表面;三是預(yù)處理也是生物污染源,預(yù)處理投加的絮凝劑、殺菌劑或阻垢劑過量,會成為微生物的營養(yǎng)源,并且膜組件內(nèi)部的潮濕陰暗為微生物生長提供了理想環(huán)境。若在污水進(jìn)入膜系統(tǒng)前不對微生物加以殺滅,這些微生物將以膜為載體借助濃水段的營養(yǎng)鹽而繁殖生長,嚴(yán)重威脅膜系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。因此,污水在進(jìn)入膜系統(tǒng)前必須進(jìn)行合理的殺菌處理,有效的除菌手段是保證膜系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。
殺菌按性質(zhì)可分為化學(xué)殺菌和物理殺菌?;瘜W(xué)殺菌主要采用殺菌劑,殺菌劑的作用方式可分為殺菌作用和抑菌作用。污水處理中常用的殺菌劑可分為無機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑,也可按化學(xué)性質(zhì)分為氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑。無機(jī)殺菌劑以氧化型為主,如二氧化氯、臭氧等,有機(jī)殺菌劑主要是陽離子的季銨鹽類物質(zhì)。
氧化性殺菌劑是強(qiáng)氧化劑,能夠氧化微生物體內(nèi)起新陳代謝作用的酶而殺滅微生物。氧化性殺菌劑的特點(diǎn)是殺菌速度快、成本較低,但藥劑使用過程存在一定的安全隱患;非氧化性殺菌劑是以致毒劑作用使微生物的酶系統(tǒng)失去活性,破壞細(xì)胞的新陳代謝,破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜或其他特殊部位,它的作用不受水中還原性物質(zhì)的影響,對pH變化不敏感。非氧化性殺菌劑可以彌補(bǔ)氧化性殺菌劑的不足。
物理殺菌方式主要有超聲波與磁場組合殺菌、變頻電脈沖殺菌和紫外線殺菌等〔16〕。超聲波與磁場組合殺菌能夠自動周期性地、有規(guī)律地產(chǎn)生各種頻率的強(qiáng)大直流脈沖電磁波,直接擊穿細(xì)菌的細(xì)胞壁而導(dǎo)致細(xì)菌死亡,同時污水在這種直流脈沖電場作用下,迅速發(fā)生微弱的氧化還原反應(yīng),在陽極區(qū)附近產(chǎn)生一定量的氧化性物質(zhì)與細(xì)菌作用,破壞了細(xì)菌正常的生理功能,使細(xì)胞膜過氧化而死亡,從而達(dá)到殺菌目的。
高濃度氨氮廢水的處理方法可以分為物化法、生化聯(lián)合法和新型生物脫氮法。
1、物化法
1.1、吹脫法
在堿性條件下,利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法。一般認(rèn)為吹脫效率與溫度、pH、氣液比有關(guān)。
吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進(jìn)行了研究,控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和pH。在水溫大于25℃,氣液比控制在3500左右,滲濾液pH控制在10.5左右,對于氨氮濃度高達(dá)2000~4000mg/L的垃圾滲濾液,去除率可達(dá)到90%以上。吹脫法在低溫時氨氮去除效率不高。
采用超聲波吹脫技術(shù)對化肥廠高濃度氨氮廢水(例如882mg/L)進(jìn)行了處理試驗。工藝條件為pH=11,超聲吹脫時間為40min,氣水比為l000:1試驗結(jié)果表明,廢水采用超聲波輻射以后,氨氮的吹脫效果明顯增加,與傳統(tǒng)吹脫技術(shù)相比,氨氮的去除率增加了17%~164%,在90%以上,吹脫后氨氮在100mg/L以內(nèi)。
為了以較低的代價將pH調(diào)節(jié)至堿性,需要向廢水中投加一定量的氫氧化鈣,但容易生水垢。同時,為了防止吹脫出的氨氮造成二次污染,需要在吹脫塔后設(shè)置氨氮吸收裝置。
在處理經(jīng)UASB預(yù)處理的垃圾滲濾液(2240mg/L)時發(fā)現(xiàn)在pH=11.5,反應(yīng)時間為24h,僅以120r/min的速度梯度進(jìn)行機(jī)械攪拌,氨氮去除率便可達(dá)95%。而在pH=12時通過曝氣脫氨氮,在第17小時pH開始下降,氨氮去除率僅為85%。據(jù)此認(rèn)為,吹脫法脫氮的主要機(jī)理應(yīng)該是機(jī)械攪拌而不是空氣擴(kuò)散攪拌。