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AO一體化污水處理設(shè)備

簡(jiǎn)要描述:

AO一體化污水處理設(shè)備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(jiǎn)單的有機(jī)物,如各種有機(jī)酸和醇類以及CO2、NH3、H2S等。

產(chǎn)品時(shí)間:2024-09-05

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AO一體化污水處理設(shè)備

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一、厭氧生物處理的基本原理
廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件通過厭氧微生物(包括兼性微生物)的作用,將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化炭等物質(zhì)的過程,也稱為厭氧消化。它與好氧過程低根本區(qū)別,在于不以分子態(tài)氧作為受氫體,而以化合態(tài)氧、碳、硫、氮等為受氫體。
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程,依靠三大主要類群的細(xì)菌,即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成,因而可粗略地將厭氧消化過程劃分為三個(gè)連續(xù)的階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。


*階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸。
由于簡(jiǎn)單碳水化合物的分解產(chǎn)酸作用要比含氮有機(jī)物的分解產(chǎn)氨作用迅速,故蛋白質(zhì)的分解在碳水化合物分解后產(chǎn)生。
含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生NHз,除了提供合成細(xì)胞物質(zhì)的氮源外,在水中部分電離,生成NH⒋HCOз, 具有緩沖消化液pH的作用,故有時(shí)也把繼碳水化合物分解后的蛋白質(zhì)分解產(chǎn)氨過程稱為性減退期。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)氨細(xì)菌的作用下,*階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化戍成乙:酸和H⒉,在降解有機(jī)酸時(shí)還生成CO⒉
第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙。酸鹽、CO⒉和H⒉等轉(zhuǎn)化為甲烷. 此過程由兩組生理上不同的產(chǎn)甲烷菌完成,一徂把氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲烷,另一組從乙酸或乙酸鹽脫羧產(chǎn)生甲烷,前者約占總量的1∕3,后當(dāng)者約占2∕3.
上述三個(gè)階段的反應(yīng)速度依廢水性質(zhì)而異,對(duì)含纖維素、半纖維素、果膠和貲類等污染物為主的廢水,水解階段往往成為速度限制步驟;簡(jiǎn)單的糖類、淀粉、氨基酸和一般的蛋白質(zhì)均能被微生物迅速分解,對(duì)含這類有機(jī)物為主的廢水,產(chǎn)甲烷階段通常成為速度限制步驟。雖然厭氧消化過程可分為以上三個(gè)階段,但是在厭氧反應(yīng)器中,三個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的,并保持某種程度的平衡,這種動(dòng)態(tài)平衡一旦被pH、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素所破壞,則首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制,其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積累和厭氧進(jìn)程的異常變化,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拐麄€(gè)厭氧消化過程受到破壞。
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(dòng)和處理時(shí)間比好氧生物處理時(shí)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(duì)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(duì)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(jì)和運(yùn)行基本還停留在經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)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。

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(jiǎn)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(huì)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(shí)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(jiǎn)單,污水pH不高時(shí),成本低于除硬處理;缺點(diǎn)是調(diào)酸處理對(duì)Ca、Mg離子無去除作用,濃水側(cè)Ca、Mg離子含量仍較高,且對(duì)管路防腐要求較高。此外,僅采用加酸控制碳酸鈣結(jié)垢時(shí),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(duì)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(shí),這種吸附過程更易進(jìn)行;當(dāng)pH>9時(shí),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(huì)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(jí)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(jí)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(duì)氨氮去除效果好。不同的預(yù)處理方法各有優(yōu)勢(shì),必須結(jié)合實(shí)際廢水水質(zhì)篩選出相應(yīng)的有機(jī)物去除手段。
AO一體化污水處理設(shè)備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(huì)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(huì)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(huì)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)組合殺菌能夠自動(dòng)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(shí)污水在這種直流脈沖電場(chǎng)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(duì)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(shí)氨氮去除效率不高。
采用超聲波吹脫技術(shù)對(duì)化肥廠高濃度氨氮廢水(例如882mg/L)進(jìn)行了處理試驗(yàn)。工藝條件為pH=11,超聲吹脫時(shí)間為40min,氣水比為l000:1試驗(yàn)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)。
沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進(jìn)行交換以達(dá)到脫氮的目的。沸石一般被用于處理低濃度含氨廢水或含微量重金屬的廢水。然而,蔣建國等[4]探討了沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮的效果及可行性。小試研究結(jié)果表明,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的極限潛力,當(dāng)沸石粒徑為30~16目時(shí),氨氮去除率達(dá)到了78.5%,且在吸附時(shí)間、投加量及沸石粒徑相同的情況下,進(jìn)水氨氮濃度越大,吸附速率越大,沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的。
用沸石離子交換法處理經(jīng)厭氧消化過的豬肥廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果,其次是Ca-Zeo。增加離子交換床的高度可以提高氨氮去除率,綜合考慮經(jīng)濟(jì)原因和水力條件,床高18cm(H/D=4),相對(duì)流量小于7.8BV/h是比較適合的尺寸。離子交換法受懸浮物濃度的影響較大。
應(yīng)用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時(shí),產(chǎn)生的氨氣必須進(jìn)行處理。

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