厌氧生物处理工程调试运行要点
众所周知,厌氧工艺是非常经济的技术,在废水处理成本方面,一般情况下厌氧工艺要比好氧工艺便宜得多,特别是对高浓度(COD>3000mg/L)废水更为显著,主要的原因在于动力的大量节省、营养物添加费用和污泥脱水费用的减少,即使不计沼气作为能源所带来的效益,厌氧工艺也能比好养工艺节省一半以上成本,若所产沼气能被利用,则费用更会大大降低,甚至会产生一定的利润。
真真是一项可爱的技术呀~接下来跟小编一起了解一下厌氧反应的现场调试吧
厌氧反应概述:利用微生物生命过程中的代谢活动,将有机物分解为简单无机物,从而去除水中有机物污染的过程,称为废水的生物处理。
根据代谢过程对氧的需求,微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。
厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧的情况下,把有机物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物包括大量的生物气(即沼气)和水。
厌氧是一种低成本废水处理技术,把废水治理和能源相结合,特别适合发展中国家使用。
厌气处理技术的优势和不足:厌氧优势:1.可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术,具有良好的社会、经济、环境效益。
2.耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3。
3.回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3),高于天然气(3.93×10-1J/m3)。
以日排10tCOD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算,日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh。
4.设备负荷高、占地少。
5.剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6~1/10。
6.对N、P等营养物需求低,好氧工艺要求C:N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。
7.可直接处理高浓有机废水,不需稀释。
8.厌氧菌可在中止供水和营养条件下,保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。
9.系统灵活,设备简单,易于制作管理,规模可大可小。
厌氧不足:1.出水污染浓度高于好氧,一般不能达标;2.对有毒性物质敏感;3.初次启动缓慢,最少需8-12周以上方能转入正常水平。
反应机理:厌氧反应过程是对复杂物质(指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中)生物降解的复杂的生态系统。
其反应过程可分为四个阶段:1.水解阶段――被细菌胞外酶分解成小分子。
例如:纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等,这些小分子的水解产物能被溶解于水,并透过细胞为细胞所利用。
2.发酵阶段――小分子的化合物在发酵菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物,并分泌到细胞外。
这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸(VFA)醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。
3.产酸阶段――上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。
4.产甲烷阶段――在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。
原理图如下:
a.水解阶段――含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。
b.发酵酸化阶段――包括氨基酸和糖类的厌氧氧化,以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。
c.产乙酸阶段――含有从中间产物中形成乙酸和氧气,以及氢气和二氧化碳形成乙酸。
d.产甲烷阶段――包括从乙酸形成甲烷,以及从氧、二氧化碳形成甲烷。
废水中有硫酸盐时,还会有硫酸盐还原过程,如虚线所示。
厌氧反应器类型:普通厌氧反应池、厌氧接触工艺、升流厌氧污泥库(UASB)反应器、厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)、厌氧滤料(AF)、厌氧流化库反应器、厌氧折流反应器(ABR)、厌氧生物转盘、厌氧混台反应器等。
厌氧反应的工艺控制条件:温度:按三种不同嗜温厌氧菌(嗜温5-20℃ 嗜温20-42℃ 嗜温42-75℃)工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧(30-35℃)、高温厌氧(50-55℃)三种。
温度对厌氧反应尤为重要,当温度低于最优下限温度时,每下降1℃,效率下降11%。
在上述范围,温度在1-3℃的微小波动,对厌氧反应影响不明显,但温度变化过大(急速变化),则会使污泥活力下降,度产生酸积累等问题。
PH:厌氧水解酸化工艺,对PH要求范围较松,即产酸菌的PH应控制4-7℃范围内;完全厌氧反应则应严格控制PH,即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。
氧化还原电位:水解阶段氧化还原电位为-100~ 100mv,产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150~-400mv。
因此,应控制进水带入的氧的含量,不能因以对厌氧反应器造成不利影响。
营养物:厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1。
有毒有害物:抑制和影响厌氧反应的有害物有三种:1.无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等,特别硫酸盐和硫化物抑制作用最为严重;2.有机化合物:非极性有机化合物,含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。
3.生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。
工艺技术参数:厌氧反应器启动:
当没有现成的污泥时,应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。
没有消化污泥和颗粒污泥时,化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种,,也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥,但启动周期较长。
污泥接种浓度至少不低10Kg・VSS/m3反应器容积,但接种污泥填充量不大于反应器容积60%。
污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。
接种污泥启动:启动分以下三个阶段进行:起始阶段――反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS・d开始。
进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L,并按要求控制进水,最低的COD负荷为1000mg/L。
进液浓度不符合应进行稀释。
进液时不要刻意严格控制所有工艺参数,但应特别注意乙酸浓度,应保持在1000mg/L以下。
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