50m3/d地埋式一體化污水處理設(shè)備
接觸氧化工藝在短程硝化條件下處理廢水的影響因素
溫度
增加溫度可以在大限度上擴大硝酸菌和亞硝酸菌在生長速度上的差距,還可以讓亞硝酸菌生長得更快,從而讓短程硝化更容易實現(xiàn),優(yōu)勢十分明顯。然而,溫度能從兩個方面影響生物脫氮系統(tǒng)里的氨氧化菌——既會對微生物的生理活性產(chǎn)生影響,還會該表微生物底物FA 在水溶液中的形態(tài)。相關(guān)研究者通過調(diào)查得出如下結(jié)論: 亞硝化速率以及FA 的濃度都會隨著溫度的身高而升高。然而如果FA 的濃度在10 mg /L 以下,溫度又達到了25 ℃以上,亞硝化的速率就會出現(xiàn)下滑的石頭。這是因為氨氧化菌細胞變性,其導(dǎo)致因素無疑是溫度的升高。如果溫度被控制在一個適宜的范圍之內(nèi)(通常都是30 ℃左右) ,此時硝化菌的活性狀態(tài),它的反硝化率也比較高,能夠?qū)U水中NH3-N 的去除起到積極輔助作用。如果溫度過高(達到或超過38 ℃) ,就無疑會將其活性消耗殆盡甚至造成硝化菌的死亡,使其數(shù)量急劇減少,終讓脫氮的效率大打折扣。溫度過高帶來的消極影響非常明顯。在整個過意的運行過程中,如果溫度長時間都處在40 ℃甚至以上,A 池污泥上浮的現(xiàn)象就很難避免,并且很容易大量流失。終,填料支架都會浮起來,造成不必要的破壞性損失。
高效厭氧反應(yīng)器工作原理
高效厭氧反應(yīng)器基本構(gòu)造由相似2層UASB反應(yīng)器串聯(lián)而成。按功能劃分,反應(yīng)器由下而上共分為5個區(qū):混合區(qū)、第1厭氧區(qū)、第2厭氧區(qū)、沉淀區(qū)和氣液分離區(qū)。
混合區(qū):反應(yīng)器底部進水、顆粒污泥和氣液分離區(qū)回流的泥水混合物有效地在此區(qū)混合。
第1厭氧區(qū):混合區(qū)形成的泥水混合物進入該區(qū),在高濃度污泥作用下,大部分有機物轉(zhuǎn)化為沼氣?;旌弦荷仙骱驼託獾膭×覕_動使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài),加強了泥水表面接觸,污泥由此而保持著高的活性。隨著沼氣產(chǎn)量的增多,一部分泥水混合物被沼氣提升至頂部的氣液分離區(qū)。
高效厭氧
氣液分離區(qū):被提升的混合物中的沼氣在此與泥水分離并導(dǎo)出處理系統(tǒng),泥水混合物則沿著回流管返回到下端的混合區(qū),與反應(yīng)器底部的污泥和進水充分混合,實現(xiàn)了混合液的內(nèi)部循環(huán)。
第2厭氧區(qū):經(jīng)第1厭氧區(qū)處理后的廢水,除一部分被沼氣提升外,其余的都通過三相分離器進入第2厭氧區(qū)。該區(qū)污泥濃度較低,且廢水中大部分有機物已在第1厭氧區(qū)被降解,因此沼氣產(chǎn)生量較少。沼氣通過沼氣管導(dǎo)入氣液分離區(qū),對第2厭氧區(qū)的擾動很小,這為污泥的停留提供了有利條件。
沉淀區(qū):第2厭氧區(qū)的泥水混合物在沉淀區(qū)進行固液分離,上清液由出水管排走,沉淀的顆粒污泥返回第2厭氧區(qū)污泥床。
從高效厭氧反應(yīng)器工作原理中可見,反應(yīng)器通過2層三相分離器來實現(xiàn)SRT>HRT,獲得高污泥濃度;通過大量沼氣和內(nèi)循環(huán)的劇烈擾動,使泥水充分接觸,獲得良好的傳質(zhì)效果。
好氧污泥的培養(yǎng)和馴化
先將生活污水和蒸氨廢水進行除油,然后在調(diào)節(jié)池中完成水質(zhì)的調(diào)節(jié)工作,測試它的CODCr 300~600 mg /L,酚50~80 mg /L,油20~30 mg /L,除此之外,還應(yīng)將水溫控制在30 ℃左右,并將焦化廢水好氧剩余污泥倒入池中。接下來,不僅要確保進水的穩(wěn)定性和持續(xù)性,并且還應(yīng)適當添加一些葡萄糖,從而讓污泥成長地更快。完成這些步驟后發(fā)現(xiàn),O 池里產(chǎn)生了一些絮凝體,并呈渾濁狀,將其放到顯微鏡下觀察,發(fā)現(xiàn)含有大量的菌膠團。如果發(fā)現(xiàn)污泥并不具備良好的沉降性,就要適時適量地添加鐵粉。因為只有保障了營養(yǎng)的補給才能加速污泥的沉降,以此類推直到混合液30 min 的沉降比率處在5% ~8%之間為止。如果進行連續(xù)回流,具體回流多少量主要取決于污泥的濃度和沉降比這兩個因素。這時如果再用顯微鏡進行觀察,也許會出現(xiàn)原生動物,漸漸提升進水指標,污泥的沉降比就會越來越高。過了大約20 天,我們就會發(fā)現(xiàn),污泥的沉降比有較大幅度的提升,增加到20%~40%。如果污泥的沉降比停止增長或反而降低時,就證明微生物的生長已經(jīng)達到穩(wěn)定狀態(tài),對營養(yǎng)物的需求量也大大提升。此外,用顯微鏡觀察時,如果出現(xiàn)線蟲,就證明活性污泥已經(jīng)馴化成功,線蟲是污泥已活化的標志。
50m3/d地埋式一體化污水處理設(shè)備厭氧系統(tǒng)的調(diào)試
厭氧系統(tǒng)的調(diào)試分為高溫厭氧消化罐調(diào)試和中溫厭氧UASB調(diào)試。
高溫厭氧消化罐的啟動:向高溫厭氧消化罐中投加含水率為80%的消化污泥,使污泥質(zhì)量濃度(以VSS計)在10 kg/m3以上。通過冷卻塔和調(diào)節(jié)池對酒精廢水進行降溫,嚴格控制高溫厭氧消化罐內(nèi)水溫在50~55 ℃,且波動幅度控制在1~2 ℃。反應(yīng)器啟動階段,控制COD容積負荷為0.5 kg/(m3·d),采用反應(yīng)器出水或清水稀釋進水〔2〕,控制進水COD在3 000 mg/L以下。運行2周后,系統(tǒng)COD去除率達90%,VFA<3 mmol/L。此時開始提升負荷,以每次增加COD容積負荷0.5 kg/(m3·d)為宜。經(jīng)過2個月的運行,酒精廢水已全部進入反應(yīng)器中,高溫厭氧消化罐COD容積負荷已升至6.7 kg/(m3·d),COD去除率達93%,至此反應(yīng)器成功啟動,進入穩(wěn)定運行階段。
生物水解反應(yīng)池
為使池中有較高的厭氧微生物存在,以將進水中顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速截留和吸附,在此池中放置了半軟性組合填料。污水停留時間為8h。
旋流式浮騰厭氧反應(yīng)器
本設(shè)備是我院研究開發(fā)的產(chǎn)品,圓形鋼結(jié)構(gòu),共2臺,其尺寸為:φ6m×13.2m。該設(shè)備采用水輪式可調(diào)配水器進行布水,反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有可靠的三相分離器和充填浮騰生化填料及增設(shè)浮渣排放口,使反應(yīng)器內(nèi)的污水、污泥和浮騰填料充分流化,促進有機物與微生物的接觸,縮短了系統(tǒng)的啟動時間,提高了污水消化效率。具有結(jié)構(gòu)合理,占地面積小,操作簡便,對污水濃度變化適應(yīng)性強的特點,是一種高效、節(jié)能、高濃度的有機污水厭氧生化處理設(shè)備??紤]到本廠污水的復(fù)雜性,本設(shè)備的污水總停留時間為2.7d,CODCr容積負荷為3.32kgCODCr/(m3.d)。
生物接觸氧化池
為了使池中有較高的好氧活性污泥濃度,并使之去除CODCr效果穩(wěn)定,在此池中放置彈性立體填料。本池采用二段法,*段接觸氧化池與第二段接觸氧化池容積之比為2.5∶1,總停留時間為17.85h,CODCr容積負荷為1.5kgCODCr/(m3.d)。
缺氧池微生物的培養(yǎng)和馴化
在已經(jīng)完成了O 池活性泥的馴化步驟之后,再稍運行一段時間,就應(yīng)把O 池中剩下的那些污泥排到A 池子里,進行新一輪的培養(yǎng)和訓(xùn)話工作。首先要將DO 控制在0. 5~1 mg /L 或以下,并且為了達到加速反硝化的目的,應(yīng)適當提升池內(nèi)的溶解氧。此后,還應(yīng)有效對硝化液的回流量進行控制,遵循從小到大的規(guī)律。并且適時適量地加入葡萄糖,水溫要控制在25~35 ℃之間,其pH 值也應(yīng)被控制在7~8. 5 的范圍之內(nèi)。這樣一來,就能實現(xiàn)從好氧細菌到兼性厭氧細菌的轉(zhuǎn)化。再過一段時間,其整個自然篩選淘汰過程也會逐步完成。當硝化過程正在進行的時候,用顯微鏡觀察,可以看到缺氧段冒出了一些氣泡,且這些氣泡呈激增狀。如果缺氧段的氧氣含量很高,氣泡就越大??雌饋?,整個缺氧槽的頂部就好像被一層泡沫籠罩并覆蓋住,有1~3 cm之厚。對缺氧段進行混合液的提取,并把混合液置放在量筒中進行沉降,我們能看到污泥先是下沉,隨后又浮起,這種現(xiàn)象非常具有典型性,顯然是由反硝化所引起的。A 池膜上的好氧細菌變成了兼性厭氧細菌,并且它的厭氧膜有著密度大并且細膩的特點,并且隨著脫氮作用的不斷增加,厭氧膜的厚度也不斷增加。終達到NO3以及NO2的轉(zhuǎn)變,且整個轉(zhuǎn)變流程是無害的。
IC工藝技術(shù)優(yōu)點
高效厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具有優(yōu)勢。
(1)容積負荷高:高效厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高,微生物量大,且存在內(nèi)循環(huán),傳質(zhì)效果好,進水有機負荷可超過普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
(2)節(jié)省投資和占地面積:高效厭氧反應(yīng)器容積負荷率高出普通UASB反應(yīng)器3倍左右,其體積相當于普通反應(yīng)器的1/4~1/3左右,大大降低了反應(yīng)器的基建投資。而且高效厭氧反應(yīng)器高徑比很大(一般為4~8),所以占地面積特別省,非常適合用地緊張的工礦企業(yè)。
(3)抗沖擊負荷能力強:處理低濃度廢水(COD=2000~3000mg/L)時,反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的2~3倍;處理高濃度廢水(COD=10000~15000mg/L)時,內(nèi)循環(huán)流量可達進水量的10~20倍。大量的循環(huán)水和進水充分混合,使原水中的有害物質(zhì)得到充分稀釋,大大降低了毒物對厭氧消化過程的影響。
(4)抗低溫能力強:溫度對厭氧消化的影響主要是對消化速率的影響。高效厭氧反應(yīng)器由于含有大量的微生物,溫度對厭氧消化的影響變得不再顯著和嚴重。通常高效厭氧反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件(20~25 ℃)下進行,這樣減少了消化保溫的困難,節(jié)省了能量。
(5)具有緩沖pH的能力:內(nèi)循環(huán)流量相當于第1厭氧區(qū)的出水回流,可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度,對pH起緩沖作用,使反應(yīng)器內(nèi)pH保持狀態(tài),同時還可減少進水的投堿量。
(6)內(nèi)部自動循環(huán),不必外加動力:普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過外部加壓實現(xiàn)的,而高效厭氧反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動力來實現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不必設(shè)泵強制循環(huán),節(jié)省了動力消耗。
(7)出水穩(wěn)定性好:利用二級UASB串聯(lián)分級厭氧處理,可以補償厭氧過程中K s高產(chǎn)生的不利影響。
(8)啟動周期短:高效厭氧反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高,生物增殖快,為反應(yīng)器快速啟動提供有利條件。高效厭氧反應(yīng)器啟動周期一般為1~2個月,而普通UASB啟動周期長達4~6個月。
(9)沼氣利用價值高:反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純度高,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它有機物為1%~5%,可作為燃料加以利用。