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污水的厭氧生物處理方法

2010年04月14日 14:30:08人氣:235來源:

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【資料簡介】

zui早的厭氧生物處理構(gòu)筑物是化糞池,近年開發(fā)的有厭氧生物濾池、厭氧接觸法,上流式厭氧污泥床反應(yīng)器,分段消化法等。

一、化糞池

    化糞池用于處理來自廁所的糞便污水。曾廣泛用于不設(shè)污水廠的合流制排水系統(tǒng)。尚可用于郊區(qū)的別墅式建筑。

    (圖7-1)示化糞池的一種構(gòu)造方式。污水進(jìn)入*室,水中懸浮物或沉于池底、或浮于池面;池水一般分為三層,上層為浮渣層,下層為污泥層,中間為水流。然后,污水進(jìn)入第二室,阻攔底泥和浮渣流出池子。污水在池內(nèi)的停留時間一般為12-24h。污泥在池內(nèi)進(jìn)行厭氧消化,一般半年左右清除一次。出水不能直接排放水體。常在綠地下設(shè)滲水系統(tǒng),排除化糞池出水。

二、厭氧生物濾池

    厭氧生物濾池是密封的水池,池內(nèi)放置填料,如(圖7-2)所示,污水從池底進(jìn)入,從池頂排出。微生物附著生長在濾料上,平均停留時間可長達(dá) 100d左右。濾料可采用拳狀石質(zhì)濾料,如碎石、卵石等,粒徑在40m左右,也可使用塑料填料。塑料填料具有較高的空隙率,重量也輕,但價格較貴。

    根據(jù)對一些有機(jī)廢水的試驗結(jié)果,當(dāng)溫度在 25℃一35℃時,在使用拳狀濾料時,體積負(fù)荷率可達(dá)到3~6kgCOD/ m3·d;在使用塑料填料時,體積負(fù)荷率可達(dá)到3-10kgCOD/ m3·d。

(表7-1)是某制藥廢水小型試驗的結(jié)果。廢水在進(jìn)入濾池前先用Na0H調(diào)節(jié)pH值至6.8,并補充養(yǎng)料N和P。在連續(xù)運行的六個月內(nèi),沒有排放污泥。

    厭氧生物濾池的主要優(yōu)點是:處理能力較高;濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度;不需另設(shè)泥水分離設(shè)備,出水SS較低;設(shè)備簡單、操作方便等。它的主要缺點是;濾料費用較貴;濾料容易堵塞,尤其是下部,生物膜很厚。堵塞后,沒有簡單有效的清洗方法。因此,懸浮物高的廢水不適用。

三、厭氧接觸法

    對于懸浮物較高的有機(jī)廢水,可以采用厭氧接觸法,其流程(圖7-3)。廢水*人混合接觸池(消化池)與回流的厭氧污泥相混合,然后經(jīng)真空脫氣器而流人沉淀池。接觸池中的污泥濃度要求很高,在12000~15000mg/L左右,因此污泥回流量很大,一般是廢水流量的2~3倍。

    厭氧接觸法實質(zhì)上是厭氧活性污泥法,不需要曝氣而需要脫氣。厭氧接觸法對懸浮物高的有機(jī)廢水(如肉類加工廢水等)效果很好,懸浮顆粒成為微生物的載體,并且很容易在沉淀池中沉淀。在混合接觸池中,要進(jìn)行適當(dāng)攪拌以使污泥保持懸浮狀態(tài)。攪拌可以用機(jī)械方法,也可以用泵循環(huán)池水。據(jù)報道,肉類加工廢水(BOD5約1000~1800mg/L)在中溫消化時,經(jīng)過6-12h(以廢水人流量計)消化,BOD5去除率可達(dá)90%以上。

四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器

    上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)是由荷蘭的Lettinga教授等在1972年研制,于1977年開發(fā)的。如(圖7-4),廢水自下而上地通過厭氧污泥床反應(yīng)器。在反應(yīng)器的底部有一個高濃度(可達(dá)60-80g/L)、高活性的污泥層,大部分的有機(jī)物在這里被轉(zhuǎn)化為CH4和C02。由于氣態(tài)產(chǎn)物(消化氣)的攪動和氣泡粘附污泥,在污泥層之上形成一個污泥懸浮層。反應(yīng)器的上部設(shè)有三相分離器,完成氣、液、固三相(圖7-5) 上流式厭氧污泥床反應(yīng)器的分離。被分離的消化氣從上部導(dǎo)出,被分離的污泥則自動滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區(qū)流出。由于在反應(yīng)器內(nèi)保留了大量厭氧污泥,使反應(yīng)器的負(fù)荷能力很大。對一般的高濃度有機(jī)廢水,當(dāng)水溫在30℃左右時,負(fù)荷率可達(dá)10~20kg(COD)/ m3·d。

    試驗結(jié)果表明,良好的污泥床,有機(jī)負(fù)荷率和去除率高,不需要攪拌,能適應(yīng)負(fù)荷沖擊和溫度與pH的變化。它是一種有發(fā)展前途的厭氧處理設(shè)備。

    (表7-2)是奧巴雅斯基(A.W.Obayaski)提供的幾種厭氧處理方法比較。

五、分段厭氧處理法

    根據(jù)消化可分階段進(jìn)行的事實,研究開發(fā)了二段式厭氧處理法,將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,以使兩類微生物都能在各自的zui適條件下生長繁殖。*段的功能是:水解和液化固態(tài)有機(jī)物為有機(jī)酸;緩沖和稀釋負(fù)荷沖擊與有害物質(zhì),并將截留難降解的固態(tài)物質(zhì)。第二段的功能是:保持嚴(yán)格的厭氧條件和pH值,以利于甲烷菌的生長;降解、穩(wěn)定有機(jī)物,產(chǎn)生含甲烷較多的消化氣,并截留懸浮固體,以改善出水水質(zhì)。

二段式厭氧處理法的流程尚無定式,可以采用不同構(gòu)筑物予以組合。例如對懸浮物高的工業(yè)廢水,采用厭氧接觸法與上流式厭氧污泥床反應(yīng)器串聯(lián)的組合已經(jīng)有成功的經(jīng)驗,其流程如(圖7-6)。二段式厭氧處理法具有運行穩(wěn)定可靠,能承受pH值、毒物等的沖擊,有機(jī)負(fù)荷率高,消化氣中甲烷含量高等特點;但這種方法也有設(shè)備較多,流程和操作復(fù)雜等缺陷。研究表明,二段式并不是對各種廢水都能提高負(fù)荷率。例如,對于固態(tài)有機(jī)物低的廢水,不論用一段法或二段法,負(fù)荷率和效果都差不多。

前聯(lián)邦德國漢諾威大學(xué)給水排水研究所在中試規(guī)模上采用二段厭氧處理法處理小麥淀粉廢水。他們采用混和接觸池(無污泥回流)和厭氧濾池分別作為酸化池,又采用厭氧濾池、厭氧接觸法和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器分別作為甲烷化階段反應(yīng)器進(jìn)行了比較試驗。酸化階段的溫度為30℃,甲烷化階段的溫度為 35℃~37℃。接種用的污泥是城市污水廠消化污泥。

    采用混和接觸池或厭氧濾池作為酸化反應(yīng)器,效果無明顯差別,得到*酸化產(chǎn)物的條件是:停留時間0.8~1.5d,此時,pH值為3.6~4.0,COD負(fù)荷率為 25~50kgCOD/ m3·d。酸化出水可不經(jīng)中和直接進(jìn)入第二段甲烷化。作為甲烷化反應(yīng)器的厭氧濾池有兩個,一個用塑料填料填充75%,填料的比表面積為150m2/m3;另一個僅用塑料填料填充上部25%。經(jīng)過四個月的運行,厭氧濾池的運行情況比混合接觸池和上流式厭氧污泥床反應(yīng)器好。后兩個反應(yīng)器,由于產(chǎn)氣量過高,大量污泥上浮帶出,無法繼續(xù)運行而停止(上流式厭氧污泥床模型的構(gòu)造設(shè)計可能存在問題)。

 

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