每天處理10噸一體化污水處理設備
厭氧生物濾池的構造類似于一般的好氧生物濾池,池內(nèi)放置填料,但池頂密封。如圖6-5所示,廢水從池底進入,而從池頂排出。填料浸沒在水中,微生物附著生長在填料上,濾池中的微生物量較高,因此可達到較高的處理效果。濾料可采用拳狀濾料,如碎石、卵石等,也可使用塑料填料。塑料填料具有較高的空隙率,重量也較輕,但價格較貴。一般濾料粒徑在40mm左右。
②厭氧生物濾池的主要優(yōu)點是:處理能力較高,出水SS較低,操作方便,設備簡單,濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度而不需要攪拌設備,不需要另設泥水分離設備。它的主要缺點是:濾料費用較貴,濾料容易堵塞,尤其是在濾池下部生物膜濃度很大,容易堵塞;濾池的清洗也還沒有簡單有效的方法。因此,它主要適用于含懸浮物很低的溶解性有機物污染的廢水。
3.上流式厭氧污泥床反應器法
上流式厭氧污泥床反應器法需注意以下兩點:
UASB反應器構造;②工藝特點。
UASB反應器構造如圖6-6所示,廢水自下而上地通過厭氧污泥床反應器。在反應器的底部有一個高濃度(污泥濃度可達60~80g/L)、高活性的污泥層,大部分的有機物在這里被轉化為CH4和CO2。由于產(chǎn)生的氣體的攪動和污泥黏附氣體的結果,在污泥層的上部可形成一個污泥懸浮層。反應器的上部為澄清區(qū),設有三相分離器,完成氣、液、固相的分離。被分離的沼氣從上部導出,被分離的污泥,則自動落到下部反應區(qū)。由于在反應器內(nèi)停留了高濃度的厭氧污泥,使反應器的有機負荷有了很大提高。對于一般的高濃度有機廢水,當水溫在30℃左右時,負荷可達10~20kgBOD/(m3·d)。
②UASB是一種有發(fā)展前途的厭氧處理設備。與厭氧接觸法、厭氧生物濾池等相比,UASB具有運行費用低、投資省、效果好、耐沖擊負荷、適應pH和溫度變化、結構簡單及便于操作等優(yōu)點,應用日益廣泛。UASB反應器的特色主要體現(xiàn)在反應器內(nèi)顆粒污泥的形成,使反應器內(nèi)的污泥濃度大幅提高,水力停留時間因此大大縮短,加上UASB內(nèi)設三相分離器而省去了沉淀池,又不需攪拌設備和填料,從而使結構也趨于簡單。UASB可處理幾乎所有以有機為主的廢水,例如種類發(fā)酵工業(yè)、淀粉加工、制糖、罐頭、飼料、牛奶與乳制品、蔬菜加工、豆制品、肉類加工、皮革、造紙、制藥及石油精煉及石油化工等各種來源的有機廢水。
4.厭氧流化床法
厭氧流化床工藝需注意以下兩點:
厭氧流化床工藝流程;②工藝特點。
厭氧流化床工藝是借鑒流態(tài)化技術的一種生物反應裝置,如圖6-7搜救。它以小粒徑載體為流化粒料,廢水作為流化介質(zhì)。當廢水以升流式通過床體時,與床中附著于載體上的厭氧微生物膜不斷接觸反應,達到厭氧生物降解目的,產(chǎn)生的沼氣,于床頂部排出。床內(nèi)填料充細小固體顆粒載體,廢水以一定流速從池底部流入,使填料處于流態(tài)化,每個顆??稍诖矊又凶杂蛇\動,而床層上部保持著清晰的泥水界面。為使填料層呈流態(tài)化,一般需要用循環(huán)泵將部分出水回流,以提高床內(nèi)水流的上升速度。為降低回流循環(huán)的動力能耗,宜取質(zhì)輕粗細的載體。常用的填充載體有石英砂、無煙煤、活性炭、聚氯乙烯顆粒、、陶料和沸石等。粒徑一般為200~1000μm,大多300~500μm之間。
液化床操作的首要滿足條件是:上升流速即操作速度必須大于臨界流態(tài)化速度,而小于大流化速度。一般來說,大流化速度要比臨界流化速度高10倍以上。所以,上升流帶的選定具有充分的余地,根據(jù)經(jīng)驗,上升流速常為臨界流化速度的1.2~1.5倍。
②厭氧流化床具有以下特點:
載體比表面積大,常為2000~3000m2/m3左右,因而床內(nèi)的微生物含量很高,有機物容積負荷大,一般為10~40kgCOD/(m3·d),水力停留時間短,具有較強的耐沖出能力,運行穩(wěn)定;
載體處于流化判詞,床層不易堵塞,因此適合各種高低濃度廢水的處理;
有機物凈化速度快;
床內(nèi)生物膜停留時間較長,剩余污泥量少;
占地少,結構緊,投資省等。
,為了防止床層堵塞現(xiàn)象和減少動力消耗,可采取下術措施:
間歇性流化床工藝,即以固定床與流化床間歇性xing替操作,固定操作時停止回流,流化床操作時啟動回流循環(huán)泵;
盡量取質(zhì)輕、粒細的載體,保持低的回流量,甚至免除回流就可實現(xiàn)床層流態(tài)化。
兩相厭氧法需注意以下兩點:
兩相厭氧法工藝過程與原理;②工藝特點。
廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機氮轉化為氨,然后可進一步轉化為硝酸鹽。目前采用的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性、jiap換吸附、空氣吹脫及折點氯化等四種。
生物硝化與反硝化(生物陳氮法)
在好氧條件下,通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程,稱為生物硝化作用。
每天處理10噸一體化污水處理設備生物反硝化
在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇作碳源為例
沸石選擇性jiao換吸附沸石是一種硅鋁酸鹽,其化學組成可表示為(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2•nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子,M+代表Na+、K+等一價陽離子,為一種弱酸型陽離子交換劑。在沸石的三維空間結構中,具有規(guī)則的孔道結構和空穴,使其具有篩分效應,交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。天然沸石的種類很多,用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。
斜發(fā)沸石對某些陽離子的交換選擇性次序為:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜發(fā)沸石對NH4+的強選擇性,可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復利用。 溶液pH值對沸石除氨影響很大。當pH過高,NH4+向NH3轉化,交換吸附作用減弱;當pH過低,H+的競爭吸附作用增強,不利于NH4+的去除。通常,進水pH值以6~8為災。當處理合氨氮10~20mg/L的城市嚴水時,出水濃度可達lmg/L以下。穿透時通水容積約100~150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。針對石灰再生的結垢問題,亦有采用2%的氯化鈉溶液作再生液的,此時再生液用量較大。再生時排出的高濃度合氨廢液必須進行處理,其處理方法有:(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液,可用作肥料;(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
空氣吹脫
在堿性條件下(pH>10.5),廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充分接觸,則水中揮發(fā)性的NH3將由液相向氣相轉移,從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內(nèi)裝填木質(zhì)或塑料板條填料,空氣流由塔的下部進入,而廢水則由塔頂落至塔底集水池。
空氣吹脫法除氨,去除率可達60~95%,流程簡單,處理效果穩(wěn)定,基建費和運行費較低,可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時吹脫效率低,填科結垢往往嚴重干擾運行,且吹脫出的氨對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
折點氯化
投加過量氯或次氯酸鈉,使廢水中氨*氧化為N2的方法,稱為折點氯化法
由反應式可知,到達折點的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N),而實際需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7進行反應,則投藥量可小。接觸時間一般為0.5~2h。嚴格控制pH值和投氯量,可減少反應中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機物。
折點氯化法對氨氮的去除率達90~100%,處理效果穩(wěn)定,不受水溫影響,基建費用也不高。但其運行費用高;殘余氯及氯代有機物須進行后處理。
在目前采用的四種脫氮工藝中,物理化學法由于存在運行成本高、對環(huán)境造成二次污染等問題,實際應用受到-定限制。而生物脫氮法能餃為有效和*地除氮,且比較經(jīng)濟,因而得到較多應用。
厭氧生物處理法 (Anaerobic Process),是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌將污水中大分子有機物降解為低分子化合物,進而轉化為甲烷、二氧化碳的有機污水處理方法,分為酸性消化和堿性消化兩個階段。在酸性消化階段。由產(chǎn)酸菌分泌的外酶作用,使大分子有機物變成簡單的有機酸和醇類、醛類氨、二氧化碳等;在堿性消化階段,酸性消化的代謝產(chǎn)物在甲烷細菌作用下進一步分解成甲烷、二氧化碳等構成的生物氣體。這種處理方法主要用于對高濃度的有機廢水和糞便污水等處理。
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(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
水解階段
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,淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并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(chǎn)物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。