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石英砂废水处理厌氧生物处理技术

发表作者:admin 发表日期:2020-07-06

   废水处理的 厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的 过程,又称为厌氧消化。厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的 青睐,由于其具有良好的 去除效果,更高的 反应速率和对毒性物质更好的 适应,更重要的 是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的 传递(transmission)提供大量的 能耗,使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。
  一般来说,废水中复杂有机物物料比较多,通过(tōng guò)厌氧分解分四个阶段加以降解:
  水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的 细胞壁,需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的 有机物质比如纤维素(cellulose)被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的 这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的 体内进行下一步的 分解。
  酸化阶段:上述的 小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的 化合物并被分配到细胞外,这一阶段的 主要产物为挥发性脂肪酸,同时还有部分的 醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。九游会官网登录入口关于水污染的话题不断被提起,特别是地下水污染问题,以此来引起大家对水污染严重程度的关注,民众环保意识的觉醒,对水污染的关切程度达到了空前。
  产乙酸阶段:在此阶段,上一步的 产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的 细胞物质。
  产甲烷阶段:在这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的 细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的 阶段和整个厌氧反应过程的 限速阶段。
  厌氧技术发展过程大致经历了三个阶段:
  第一阶段:简单的 沉淀与厌氧发酵合池并行的 初期发展阶段。这个发展阶段中,污水沉淀和污泥发酵集中在一个腐化池中进行,泥水没有进行分离。
  第二阶段:污水沉淀(precipitation)与厌氧发酵分层进行的 发展阶段。
  第三阶段:独立式营建的 高级发展阶段。这个发展阶段中,沉淀池中的 厌氧发酵室分离出来,建成独立工作的 厌氧消化反应器。
  与此相对应的 是,厌氧生物处理技术的 反应器主体也经历了三个时代。
  第一代厌氧反应器是以普通厌氧消化池,厌氧接触工艺为代表的 低负荷系统。九游会官网登录入口地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。
  第二代反应器是20世纪60年代末以在反应器内保持大量的 活性污泥和足够长的 污泥龄为目标,利用生物膜固定化技术和培养易沉淀厌氧污泥的 方式开发出的 。如厌氧滤器、厌氧流化床、厌氧生物转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧附着膨胀床等。其中UASB反应器为应用最广的 反应器,在其为代表的 第二代反应器的 研究与应用的 基础上开发出了新一代反应器。
  第三代厌氧反应器是在将固体停留时间和水力停留时间相分离的 前提下,使固液两相充分接触,从而既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触以达到真正高效的 目的 。目前研究较多的 有:厌氧颗粒污泥膨胀(inflate)床、厌氧内循环等。
  在此,检验介绍几种应用比较广泛的 厌氧技术:
  1、厌氧生物滤池
  厌氧(Oxygen)生物滤池的 构造与一般的 生物滤池相似,池内设填料,但池顶密封。废水由池底进人,由池顶部排出。填料浸没于水中,微生物附着生长在填料之上。滤池中微生物量较高,平均停留时间可长达150d左右,因此可以达到较高的 处理效果。滤池填料可采用碎石、卵石或塑料等,平均粒径在40mm左右。
  2、厌氧(Oxygen)接触工艺
  厌氧接触工艺又称厌氧活性污泥法,是在消化池后设沉淀分离装装置,经消化池厌氧消化后的 混合液排至沉淀池分离装置进行泥水分离,澄清水由上部排出,污泥回流至厌氧消化池。这样做既避免了污泥流失又可提高消化池容积负荷,从而大大缩短了水力停留时间。厌氧接触工艺的 一般负荷:中温为2-10kgCOD/,污泥负荷≤0.25kgCOD/,池内的 MLVSS为10-15g/L。
  3、UASB
  ASB反应器污泥床区主要有沉降性能良好的 厌氧(Oxygen)污泥组成,浓度可达到50-100g/L或更高。九游会官网登录入口地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。沉淀悬浮区主要靠反应过程中产生的 气体的 上升搅拌作用形成,污泥浓度较低,一般在5-40g/L范围内,在反应器的 上部设有气、固、液三相分离器,分离器首先使生成的 沼气气泡上升过程偏折,穿过水层进入气室,由导管排出。脱气后混合液在沉降区进一步固、液分离,沉降下的 污泥返回反应区,使反应区内积累大量的 微生物。待处理的 废水由底部布水系统进入,澄清后的 处理水从沉淀区溢流排除。在UASB反应器中能得到一种具有良好沉降胜能和高比产甲烷活性的 颗粒厌氧污泥,因而相对其他的 反应器有一定优势:颗粒污泥的 相对密度比人工载体小,靠产生的 气体来实现污泥与基质的 充分接触,省却搅拌和回流污泥设备和能耗;三相分离器的 应用省却了辅助脱气装置;颗粒污泥沉降性能良好,避免附设沉淀分离装置和回流污泥设备:反应器内不需投加填料和载体,提高容积利用率。
  4、EGSB
  20世纪90年代初,荷兰Wageningen农业大学开始了厌氧膨胀颗粒污泥床反应器的 研究。Lettinga教授等人在利用UASB反应器处理生活污水时,为了增加污水污泥的 接触,更有效地利用反应器的 容积,改变了UASB反应器的 结构设计和操作参数,使反应器中颗粒污泥床在高的 液体表面上升流速下充分膨胀,由此产生了早期的 EGSB反应器。EGSB反应器实际上是改进的 UASB反应器,区别在于前者具有更高的 液体上升流速,使整个颗粒污泥床处于膨胀状态,这种独有的 特征使其可以具有较大的 高径比。EGSB反应器主要由主体部分、进水分配系统、气液固三相分离器和出水循环等部分组成,结构。其中,进水分配系统是将进水均匀分配到整个反应器的 底部,产生一个均匀的 上升流速:三相分离器是EGSB反应器最关键的 构造,能将出水、沼气和污泥三相有效分离,使污泥在反应器内有效持留;出水循环部分是为了提高反应器内的 液体表面上升流速,使颗粒污泥与污水充分接触,避免反应器内死角和短流的 产生。
  5、IC
  IC内循环厌氧反应器为荷兰帕克公司的 专利产品,目前帕克公司在全球有300多台IC反应器(是新一代高效厌氧反应器)得以应用。相对于UASB只在顶部有一级三相分离器,IC内循环反应器具有两级三相分离器。IC反应器实际上由两级UASB构成,底部UASB负荷高,顶部负荷低。因为在一级分离时收集了大量沼气,其对废水的 扰动最大化减少,使得在二级三相分离中得到更好的 气、水、泥分离效果。二级分离的 lC反应器确保了最佳的 污泥停留时间,这样对于处理一些化工废水是很有利的 ,因为这些废水厌氧污泥产量很小。IC反应器具有一个自调节的 气提内循环结构,循环废水与原水混合将稀释进水浓度。内循环作用所带来的 能量使得泥水在底部混合更加充分,从而污泥活性也得到增加。IC内循环所行成的 废水内部稀释可以减少生产所带来的 负荷波动。IC反应器的 容积负荷为UASB的 两倍。

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