高浓度废水可调式厌氧处理技术

高浓度废水可调式厌氧处理技术

张 艳1 崔兆杰1 姜 斌2 刘 雷1

(1 山东大学环境科学与工程学院,济南250100;2 山东医学高等专科学校,济南250002)

摘要:以酒精发酵和有机化工混合废水为研究对象,通过对原厌氧工艺的改进,成功地研发了 可调式 级全糟发酵/ DDG+ 级UA SB+ 级I C 厌氧工艺,实现了废水有机负荷和进入方式的随机调节。运行结果表明:新工艺运行稳定,有机负荷提高1倍,沼气产率提高39%~56%,厌氧阶段出水COD由原工艺的2000mg/L降低到500m g/L左右, COD去除率由93%上升到99%。

关键词:高浓度废水;厌氧;可调式

ADJU S TABLE ANAEROBIC PROCESS FOR H I GH ORGAN I C CONTENT W ASTE W ATER

Zhang Y an1 Cui Zhao ji e1 Jiang B i n2 L i u L ei1

(1.Schoo l o f Environmenta l Sc i ence and Eng i neeri ng,Shandong U n i versity,Ji nan250100,China;

2.Shandong M ed i ca l Co llege,Ji nan250002,Ch i na)

Abstrac t:T ak i ng t he m i xed w astew ater fro m alcoho l fer m enta tion and o rgan ic che m i ca l i ndustry as the object,and through i m provem ent on the or i g i nal anae robic process,it w as successf u lly desi gned t he new anaerobic process o f adjustable w ho le stil lag e anaerob i c fer m en tati on/DDG+UA SB+I C ,w hich cou l d m odulate the o rganic load and entry m ode of the w astew ater sto chasticly.The results i ndicated t hat t he new process ran stably,wh i ch doubled the o rganic load,i ncreased39%~56%o f gas produc ti on,dec reased t he COD o f the fi nal effl uent fro m2000mg/L to about500m g/L,and i ncreased t he COD remova l ra te fro m93%to99%.

K eywords:high o rganic content w astewa ter;anae robic;adjustable

0 引言

酒精发酵行业废水属于高浓度废水,成分复杂、黏度大,易对微生物产生抑制作用,处理难度大,且多数酒精废水需要与有机化工废水混合处理,加重了处理难度。目前主要处理方法为生化法,我国主要采取固液分离-厌氧处理工艺,常用的厌氧技术有UASB、EGSB、I C、两级UASB串联等[1 4],基本上可将COD降到2000m g/L左右。然而,常见的厌氧工艺存在COD去除率不高、沼气产量低、对水质波动的抗冲击能力差等缺点。因此,目前国内外研究热点主要集中在如何提高厌氧技术的处理效率,增加沼气产量,提高反应器的有机负荷和对水质的抗冲击能力等领域。另外,国内外尽管有多级厌氧串联处理工艺,但没有针对不同种类不同浓度废水进行分段引入以及根据市场状况随机调节工艺路线等方面的工艺技术。因此,本文开展高浓度废水可调式厌氧处理技术研究,目的是解决不同浓度废水的分段嵌入厌氧系统,提高厌氧效果,减轻好氧阶段的处理负荷。

1 废水来源和性质

废水取自山东某企业,该企业以木薯和玉米为原料采用发酵法生产酒精,同时生产乙醛、醋酸、乙酸酯等系列衍生产品。日排废水总计9600m3,主要包括酒糟废水、醋酸废水和醋酸酯废水。

酒糟废水主要指酒精蒸馏发酵成熟醪后排出的废醪液和刷罐水。发酵废醪液平均每天产生5400m3,其中1400m3返回生产装置拌料重复利用, 4000m3进入污水处理系统,该水质 (COD)为5 3万~5 8万m g/L, (SS)为3 5万~4万m g/L,p H为3 5~4 5,有机物含量占93%~94%,主要污染物为乙醇。刷罐水每天约产生1100m3, (COD)为1000~1500m g/L,p H为4 5~5 5,主要污染物为乙醇。

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醋酸废水主要来自醋酸精馏塔,每天约产生3000m 3

, (COD)约6000m g /L ,pH 为3 0~4 0,主要污染物为乙醇和乙酸。

醋酸酯废水主要来自乙酸乙酯和乙酸丁酯精制塔,每天约产生1500m 3

, (COD )为1000~1300m g /L ,p H 为4 0~5 0,主要污染物为乙醇和乙酸。

2 原厌氧处理工艺2 1 废水处理工艺

企业原污水处理系统采用固液分离-二级厌氧-好氧工艺,其厌氧工段采用 级接触氧化(高温)+ 级UASB(中温)技术,主要设备包括单台容积3000m 3

的高温厌氧罐12台,单台容积1800m 3

的UASB 反应器8台,另有好氧池、加速澄清池、二沉池等构筑物。其工艺流程如图1所示。

混合废水

微滤机 级厌氧沼气柜

级厌氧排放

二沉池

好氧池

加速澄清池

图1 原废水处理工艺流程

2 2 运行效果分析

原厌氧系统各单元具体出水水质见表1。

表1 原污水处理系统厌氧工段各单元出水水质

处理单元 (COD)/(mg L -1

) (BOD)/(mg L

-1

) (S S )/(mg L -1

)p H 原水5 3万~5 8万3万~3 5万3 5万~4万3 5~4 5固液分离3万~3 5万1 8万~2 3万2 5万~3万4~6 级厌氧5000~80002500~35001500~25007~9 级厌氧2500~3500

1000~1500800~9007~9加速澄清池

~2000

700~1000

400~500

6~9

从表1可以看出,厌氧工段出水COD 仍较高,约为2000m g /L,因此好氧系统的有机负荷仍较高,动力消耗严重。出水 (B OD )/ (C OD ) 0 5,说明废水中有机质仍占较大比例,其可生化性仍然很好,尚有进行厌氧发酵的潜力。同时,由于厌氧系统采用各类废水混合后同时进入的方式,废水水质和水量的差异对厌氧反应器冲击严重,使厌氧系统运行不稳定,沼气产量低。因此,在原有厌氧技术的基础上研究高浓度废水可调式厌氧处理技术是必要的。3 高浓度废水可调式厌氧处理技术3 1 新技术改进的原则

由于酒精发酵工业废水有机物浓度高,可生化性好,如果能将废水中的有机物更加充分地转化为生物

质能源,不仅能大大改善出水水质,而且可为企业节

省相当多的动力消耗。因此,设计以 大厌氧、小好氧 为原则的污水处理工艺,重点扩大厌氧工段的处理能力,将原有两级厌氧工艺改为三级厌氧工艺,提高对废水水质的抗冲击能力,增加沼气产生量,减轻好氧工段的处理负荷,以达到高产气量、污染物高去除率、低能耗、低排放的目的,实现有机负荷可调。

此外,由于酒糟中含有大量生物蛋白等营养物质,如果能将营养物质分离出来制造DDG 饲料,也有很好的经济效益。但是,DDG 饲料的销售情况有很强的季节性,一般只在饲料短缺的季节销售较好。因此,设计两套厌氧处理工艺,主要采用全糟发酵技术生产沼气,在DDG 饲料市场销量好时则开启另一条工艺路线生产饲料。两种技术路线可灵活选择,实现生产工艺的可调。

同时,针对企业各类废水水量水质差别较大的特点,改变原有统一收集统一治理的方式,研究各类废水在工艺流程的分点引入技术,从而实现废水的分级治理,降低废水处理难度,提高处理效率,实现废水进入方式的可调。

3 2 可调式厌氧处理技术

根据上述原则,改进后的可调式厌氧处理技术有两条工艺路线,其工艺流程如图2所示。

图2 改进后废水处理工艺流程

3 2 1 级厌氧(高温全混和)发酵技术

级厌氧由原工艺的 级厌氧反应器改造而来,采用高温全混和厌氧发酵方式,温度(55 1) ,由12台有效容积3000m 3

的大型厌氧发酵罐( 15m 18m )并联运行。 级厌氧发酵罐不设三相分离器,沼气通过专用管道收集。为维持厌氧罐内压力平衡,反应器顶部与水封U 型管相连。采用连续大阻力脉冲进水方式,以使有机负荷均匀分布。每座反应器分别在9m 和16m 处设有两个采样口以随时监测污泥的浓度和活性,罐体设有2套测温装置,底部设有排

泥管和排渣管。

级厌氧采用两条工艺路线 全糟发酵与DDG 技术。DDG 技术产生滤液COD 浓度较低,若全糟发酵技术可行,则完全能满足DDG 废水的处理要求。由于原 级厌氧处理的废水 (COD )为3万~3 5万mg /L ,而全糟发酵进水 (C OD )为5 3万~5 8万m g /L ,所以需要对 级厌氧的活性污泥进行驯化。全糟发酵有机负荷较高,为10~12kg /(m 3

d),因此需要较长的水力停留时间,设计平均水力停留时间7 5d 。采用DDG 技术时,有机负荷为8~10kg /(m 3

d),调整水力停留时间为5d 。通过水力停留时间、进水流量等参数的调整可以实现有机负荷的可调。

级全混和发酵罐直接使用原有工艺 级厌氧活性污泥,由于微生物已适应 (C OD )为3万~3 5万m g /L 的废水,因此设计逐步提高废水中COD 的浓度,使污泥最终适应酒糟原水。调试经三个阶段:第一阶段,30d ,进水 (COD)约为35000m g /L ;第二阶段,30d ,进水 (COD )约为45000m g /L ;第三阶段,30d ,进水 (COD)约为55000m g /L 。起始进料反应器C OD 有机负荷为4~5kg /(m 3

d)。调试过程中,每天监测出水COD 、VFA 、p H 等指标,并定期测定反应器中污泥浓度,观察污泥形态变化,逐步提高进水的有机负荷。经过3个月的调试运行后,全混和大型发酵罐达到稳定的处理效率。调试过程进出水COD 浓度见图3,pH 变化情况见图4

。

图3 级全混和发酵罐进出水COD

浓度

图4 级全混和发酵罐进出水p H

由图3和图4可以看出:调试初期,出水 (COD )在15000m g /L 左右,1个多月后,逐渐稳定在11000m g /L 左右,C OD 去除率由开始的60%逐步上升到80%。出水p H 随水质变化较小,基本稳定在7 8~8 5。说明反应器内活性污泥经过3个月的驯化已经完全适应酒糟原水。这主要是由于 级全混和发酵罐由原有的接触氧化罐改造而来,活性污泥的生活环境变化不大;同时,有机负荷的增加是一个缓慢的过程,可以使微生物逐步适应高浓度有机污水。3 2 2 级厌氧(中温UASB)技术

为了更充分地利用酒糟中的有机质能源,全糟发酵工艺一般设置多级厌氧。 级厌氧直接使用原有工艺中的 级UASB 反应器,温度(34 1) ,由12台有效容积1500m 3

的反应器( 14m 12m )并联运行。每座反应器分别在6m 和10m 处设有采样口,底部设有排泥管和排渣管。 级厌氧的主要目的是进一步降低C OD,回收沼气,同时稳定水质,为 级厌氧处理做好准备。

级全混和发酵罐出水SS 很高,约为30000m g /L ,不利于后续处理,因此先经固液分离去除不溶性糟渣。固液分离后出水 (SS )可降到2000m g /L 左右, (COD)约为8000m g /L ,COD 含量与醋酸废水相近。因此,将醋酸废水与之混和后共同进入 级厌氧。设计醋酸废水在此处引入的另外1个原因:醋酸废水p H 为3 0~4 0,呈酸性,如果直接进入废水处理系统会引起水质的急剧波动,抑制微生物的活性,降低废水的处理效果。而 级厌氧出水p H 为7 8~8 5,呈弱碱性,可对酸性醋酸废水有一定的缓冲作用,从而保证厌氧系统运行效果的稳定。

由于 级厌氧直接使用原工艺中的 级UASB 反应器,而且进水水质也变化不大,因此仍继续使用原有的活性污泥和各项工艺参数。有机负荷为6~8kg /(m 3

d),水力停留时间3d ,大阻力脉冲连续进

水。连续运行3个月,其进出水COD 浓度见图5,p H 变化情况见图6。

由图5和图6可以看出: 级UASB 反应器一直处于平稳运行状况,出水 (COD )基本保持在3000m g /L ,COD 去除率为65%,p H 为7 5~8 2。这主要是由于 级UASB 反应器进水水质与原有工艺相比变化不大,活性污泥中的微生物已经适应,因此一直保持稳定的处理效果。

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图5 级UASB 进出水COD

浓度

图6 级UASB 进出水pH

3 2 3 级厌氧(中温I C )技术

级厌氧出水COD 仍很高,如果直接进入好氧系统,会增加好氧系统能耗,导致处理效果不稳定。因此,设计 级厌氧,新增10台有效容积2000m 3

的I C 反应器( 12m 20m )在中温(34 1) 下运行。

级I C 反应器启动过程设计进水 (C OD )5000m g /L ,大阻力脉冲连续进水,水力停留时间24h 。每座反应器顶部设有4个4m 高的气液分离器,分别在罐体2,10,18m 处设有3个采样口,3套测温装置,顶部设有排泥管,底部设有排渣管。

I C 反应器的接种污泥由原有工艺的 级厌氧活性污泥培养而来,接种后MLSS 为20g /L 。I C 反应器的启动调试采用逐渐增加负荷的方法,进水 (C OD )控制在4000~6000kg /L ,通过调整进水量调整容积负荷。每天监测VFA,当出水VAF 连续几天稳定在400m g /L 以下时,有机负荷将增加20%。调试过程主要经过3个阶段:第一阶段启动COD 负荷0 75kg /(m 3

d);第二阶段COD 负荷上升至2~5kg /(m 3 d);第三阶段COD 负荷>5kg /(m 3

d)。经过3个月的调试运行,I C 反应器达到稳定的处理效率,启动过程进出水COD 浓度见图7,p H 变化情况见图8。

由图7和图8可以看出:I C 反应器启动前期,出水COD 逐渐增加,达到1000m g /L 后,连续持续20d 左右,1个多月以后,下降到500~600m g /L 。3个月后I C 反应器出水 (COD )稳定在500m g /L 左右,

COD 去除率约为90%,出水pH 稳定在7~8。这主

要是因为启动初期,进水量逐渐增加使反应器内有机负荷逐渐变大,而内循环还没有形成,因此出水COD 逐渐增加。一段时间后,反应器内形成良好的内循环混和条件,活性污泥对废水的性质也已经适应,最终实现稳定的处理效果。I C 反应器成功启动后,日常进水 (C OD )约为3000m g /L ,略低于设计废水浓度5000m g /L ,因此出水水质一直维持平稳, (COD)保

持在500m g /L 左右。

图7 级IC 进出水COD 浓度变化

图8 级I C 进出水p H 变化

I C 反应器出水水量大,而酯类废水和刷罐水COD 较低,水量小,故设计将其与I C 出水混和稀释后,共同进入好氧工段处理,实践证明效果良好。3 3 可调式高浓度废水厌氧处理技术运行效果

经过对 、 、 级厌氧反应器3个月的调试,可调式高浓度废水厌氧处理技术成功运行。 级全糟发酵/DDG 技术实现生产工艺可调;水力停留时间、进水量等参数的设定可以实现对有机负荷的调节;醋酸废水与 级厌氧出水混和、酯类废水和刷罐水与 级厌氧出水混和实现废水进入方式的可调。新技术成功应用于生产后,连续监测1个月,其进出水水质情况如表2所示。

表2 改进后厌氧工段出水水质情况

处理单元 (COD)/(m g L -1

)

(BOD 5)/(m g L -1)

(SS)/(mg L

-1

)

p H 原水52874~5825029445~3500735049~417223 5~4 5 级厌氧10308~115965709~700219653~253837 8~8 5固液分离7820~85441836~24501458~18727 8~8 5 级厌氧2902~3639832~1289720~8557 5~8 2 级厌氧

463~558

279~384

162~213

7 0~8 2

由表2可以看出,改进后的厌氧处理技术出水水质大为改善,COD去除率上升到99%,出水COD降到500m g/L左右, (BOD)/ (C OD) 0 6,属于低浓度废水,但仍有一定的可生化性,有利于好氧工段继续生化处理。

4 结论

1)可调式高浓度废水厌氧处理技术,实现厌氧工段有机负荷的可调,将厌氧工段出水 (COD)由2000m g/L下降到500m g/L,COD去除率高达99%,极大地减小了好氧工段的处理负荷,使好氧工段的处理效果更加稳定。采用三级厌氧生化处理后,好氧工序的动力消耗大大降低,每年可节省电力消耗1 3 107k W h,扣除增加 级厌氧后每年增加电力消耗2 11 106k W h,企业每年共省电1 1 107k W h,按照0 57元/(k W h)计算,节约电费606万元。

2)全糟发酵/DDG技术实现生产工艺可调。全糟发酵可使厌氧系统的COD有机负荷从原来的5~ 6kg/(m3 d)提高到10~12kg/(m3 d)。沼气产率由原来的16~18m3/m3上升到25m3/m3,提高39%~56%。按每年9个月采用全糟发酵技术、3个月采用DDG技术计算,企业全年共产生沼气2250万m3,每立方米沼气可发电1 65k W h,每年可为企业发电3 7 107k W h;同时每年可生产DDG饲料4万,t按900元/t计算,新增产值3600万元。扣除DDG生产成本1120万元,多增效益2480万元。

3)废水集中处理方式改为分段进入、分级处理方式,实现废水进入方式可调。 级厌氧的处理水量减少5600m3/d, 、 级厌氧的处理水量减少2600m3/d,大大减轻了厌氧系统的处理难度,厌氧系统运行费用平均每年减少230万元。 级I C反应器基建投资1570万元,每年运行成本120万元。按工艺改进后厌氧系统、好氧系统分别每年减少运行费用230万、606万元计算,2 2年即可收回成本。

参考文献

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作者通信处 崔兆杰 250100 济南市山大南路27号 山东大学环境科学与工程学院303室

E m ail cu iz@j s du edu cn

2009-01-08收稿

(上接第2页)

该工程总投资950万元,电耗3 0元/m3,药剂费3 6元/m3,人工费0 3元/m3,处理橡胶促进剂废水的基本费用为6 9元/m3。采用该工艺可有效减缓废水毒性,减少COD排放量为211t/a。

表3 废水处理效果m g/L 项目 (COD) (硫化物) (苯胺)色度/倍

进水118214 811 72000

出水1170 5010 41960

排放标准1501 02 080

注:色度为补充监测结果。

4 结论

采用压力生化-组合生化-脱色为主体的工艺流程处理橡胶促进剂废水,出水水质达GB8978-1996中二级标准。运行结果表明:该系统对橡胶促进剂M、D M和T MTD工艺废水有很好的适应性,运行较为稳定且处理效果良好。

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作者通信处 于鲁冀 450002 河南郑州大学郑州市文化路97号 郑州大学环境评价室

E m ail yu l u j@i126.co m

2009-08-13收稿

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2010年2月第28卷第1期

解析污水处理中的厌氧工艺

解析污水处理中的厌氧工艺 小众环保2018-01-03 10:39:35 厌氧生物处理是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。 高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 （1）水解阶段水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 （2）发酵（或酸化）阶段发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。 （3）产乙酸阶段在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 （4）甲烷阶段这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。 酸化池中的反应是厌氧反应中的一段。 厌氧池是指没有溶解氧，也没有硝酸盐的反应池。缺氧池是指没有溶解氧但有硝酸盐的反应池。

酸化池---水解、酸化、产乙酸，限制甲烷化，有pH值降低现象。工艺简单，易控制操作，可去除部分COD。目的提高可生化性； 厌氧池---水解、酸化、产乙酸、甲烷化同步进行。需要调节pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。 缺氧池---有水解反应，在脱氮工艺中，其pH值升高。在脱氮工艺中，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分BOD。也有水解反应提高可生化性的作用。 水解酸化池内部可以不设曝气装置，控制停留时间再水解、酸化阶段，不出现厌氧产气阶段，前两个阶段的COD去除率不是很高，因为他的目的只是将大分子的变成小分子有机物，一般去除率在20%左右，产气阶段的COD去除率一般在40%左右，但这是产生的硫化氢气体要进行除臭处理，且达到产气阶段的停留时间要较前两阶段长，也就是要出现厌氧状态。缺缺氧池内要设置曝气装置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜来降解废水中的有机物，接触氧化池内的曝气器要慎重选择，既要保证供氧量，又要确保有利于生物膜的脱落、更新。一般不选用微孔曝气器作为池底的曝气器。

废水处理实验方案

实验方案 为满足目前纺织染整行业印染废水排放标准的要求，原有的处理工艺已无法满足当前的排放要求，需要对其进行提标改建。从而达到更低的排放要求。由于当前污水处理车间占地面积有限，新建场地较少。根据目前的实际情况，设计了如下小试实验方案： 方案1：基于完全混合活性污泥，根据镜检污泥结构、实际生化池泡沫等问题提出的PACT工艺，即：通过向活性污泥中投加粉末活性炭。一方面，改善污泥结构；另一方面，对生化池泡沫起到一定的吸附消泡，提高污水处理效果的方法。 控制节点：主要对活性炭的加入量以及污泥浓度等进行调控，连续运行观察试验效果及处理效率。 所需材料：活性炭 方案2：由于粉末活性炭的比表面积大，孔隙率小；吸附作用占主体；并且随着实验的进行，活性炭逐渐趋于饱和。受活性炭再生困难的影响，活性炭与活性污泥完全混合，随污泥排放逐渐流失，进而失去其可持续效果。针对此情况，提出向小试实验中投加悬浮载体，形成MBBR工艺，对污水进行强化处理。该

工艺是活性污泥法与生物膜法的结合，集活性污泥法运转灵活，生物膜法污泥浓度高、生物相丰富、可有效避免污泥膨胀等优势相结合。 控制节点与关键：启动过程填料添加过程，分次添加，每次添加以不拥堵为准，均匀分布于废水中，静置30 min；曝气，静置；添加填料（填料填充比例按照30%）；运行过程按照活性污泥法，污泥浓度与活性污泥法一致。填料无须冲洗；生化池出口以滤网或筛网拦截悬浮轻质填料；主要观察试验处理效果。 所需材料：轻质悬浮载体填料（鲍尔环、多面空心球、花环填料、全新PP 悬浮生物填料等）

方案3：从污水处理的整个污水处理工艺单元来看，退浆水经过了厌氧处理，进入调节池，然后与东西进水混合，由于东西进水的成分中依然含有一些难降解的成分需要进行预处理，建议对调节池的出水进行水解酸化处理后，然后进入后续单元；小试装置基于此原理设计了以调节池作为进水的实验流程。

高浓度有机废水处理技术

高浓度有机废水处理技术 朱艳霞 摘要：对国内外目前高浓度有机废水的主要处理技术进行综述, 主要包括物化、化学、生物处理技术并分析了各种方法和工 艺的优缺点及其研究现状。重点对生物处理技术中MBR、A-B工艺、UASB、SBR工艺进行重点研究、归纳总结其优缺点，并提 出应用几种处理技术连用的方法来处理高浓度有机废水，用综合治理的理念既要大力发展处理技术, 还要从源头防治, 以减 轻污染。 关键字：有机废水；高浓度；处理技术；前景 1 水资源状况 当前，水资源是世界各国普遍面临急需解决的问题之一。据联合国世界资源研究所研究报道，世界水资在质和量的方面都面临着比其它资源和比以往都更为严峻的局面。据统计全球2006年全球工业用水量为2.07万亿立方米，而这一现象世界各地状况极不相同，需求量与有限的可以用水资源极不适应，并且全世界每年排向自然水体的工业和生活废水为4200亿立方米，造成35%以上的淡水资源受到污染，因而治理水体污染将尤为重要。在一定意义上说世界各地经济发展的快慢将依据可利用水资源的状况而确定。 我国的水资源也面临严重的污染问题。大量工业废水不达标外排，绝大部分生活污水不经处理直接排放，广大农村地区不合理使用化肥、农药等农用化学物质，对地表水影响日趋严重。全国大部分城市和地区的淡水资源己受到水质恶化和水生态系统被破坏的威胁。由于全国80%左右的污水未经任何处理直接排入水域，造成全国1/3以上的河段受到污染，90%以上的城市水域污染严重，近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准。我国城市水资源质量也较差，大部分城市和地区地下水位连续下降，形成了不同规模的地下水降落漏斗，形势相当严峻。造成水资源受到严重污染的根本原因是大量生产生活废水未经处理或虽经处理但未达标。这些未得充分利用的废水即污染环境，又浪费资源，迫切需要进行资源化利用。水中的各种污染物中，有机污染物，尤其是高浓度的有机污染物，不仅在水中存在时间长、迁移范围广，而且危害大、处理难度大，一直是环保领域的一个重要研究课题。 2 高浓度有机废水 2.1 高浓度有机废水来源 高浓度有机废水一般是指由造纸、皮革及食品等行业排出的COD 在2 000 mg/ L 以上的废水。这些废 水中含有大量的碳水化合物、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物,如果直接排放,会造成严重污染。高浓度有 机废水按其性质来源可分为三大类: [1] (1) 易于生物降解的高浓度有机废水; (2) 有机物可以降解,但含有害物质的废水; (3) 难生物降解的和有害的高浓度有机废水。

高浓度有机废水处理技术典型案例

高浓度有机废水处理技术典型案例 厌氧浮动生物膜反应器处理高浓度有机废水 由上流式厌氧污泥床(UASB)与厌氧过滤器(AF)两种工艺结合的反应器近年来应用较多，其积累微生物能力强，启动速度快，运行中填料上附着的生物膜对降解有机物起着相当的作用，同时可避免滤池堵塞，是一种高效、稳定、易于管理的厌氧处理系统。一般将保留了UASB三相分离器的污泥床加填料的装置称为污泥床过滤器，将不带三相分离器的污泥床-滤层反应器称为厌氧复合床反应器。 1 试验材料与方法 1.1 悬浮生物膜填料 FBM用天津市科林思有限公司的聚丙烯材料制成，其密度为 0.92kg/m3，可在水中漂浮或随水体流动。该填料形似拉西环，但环内有十字形支撑，外侧沿径向有许多长约0.5mm的芒刺，环的直径为11mm，高度10mm，比表面积约为527m2/m3。 1.2 试验装置及工艺流程 厌氧浮动床生物膜反应器用有机玻璃柱制成，直径14.7cm，总高度100cm，有效高度79.5cm，总容积17.01L，有效容积13.48L。AFBBR内填料的填充率为50%，即FBM占据了一半的有效容积。 AFBBR处理高浓度有机废水试验的工艺流程如图1所示。泵入高位槽的废水经过计量阀由底部进AFBBR，处理后的水由上部排出，在生物降解过程中产生的气体从反应器顶部排出，悬浮在上部的填料由于上向水流和气体的作用而不停地上下浮动或轻微滚动。

2 试验方法 2.1 挂膜与启动 厌氧生物膜反应器存在的一个突出问题是挂膜困难，启动时间长。在本试验中，首先将填料进行好氧预挂膜，利用好氧微生物繁殖快并生成多糖物质的性能，在较短时间内填料表面形成一层生物膜即膜基，改善了填料的表面性能，有利于厌氧微生物的附着、生长、缩短了反应器的启动时间。 好氧污泥取自邯郸市东郊污水厂氧化沟。污泥与填料静态接触24h后，将污泥全部排掉，投加生活污水连续运行5～6d后，填料内外表面形成一层均匀生物膜。经好氧预挂膜后的填料与5 L厌氧污泥静态接触24h，然后将污泥排掉，连续投加葡萄糖废水。反应器启动开始采用的有机负荷为2kgCOD/(m3?d)，水力负荷为1m3/（m3?d）。2～3d后，好氧膜脱落，填料表面变黑，1周后发现填料内表面形成一薄层生物膜。将水力负荷控制在0.5m 3/(m3?d)，有机负荷为 1kgCOD/(m3?d)，经过2周培养，膜生长均匀良好，COD去除率可

厌氧处理技术现状及发展趋势

厌氧处理技术现状及发展趋势 发表时间：2016-12-07T15:41:43.833Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：李吉玉 [导读] 摘要：本文简介了污泥厌氧消化技术的情况，对该技术在国内外的主要研究进展和应用现状做了较详细的描述;提出了国内的污泥厌氧消化技术研究重点,展望了该技术的发展趋势 青海大美煤业股份有限公司 摘要：本文简介了污泥厌氧消化技术的情况，对该技术在国内外的主要研究进展和应用现状做了较详细的描述;提出了国内的污泥厌氧消化技术研究重点,展望了该技术的发展趋势 关键词：厌氧处理技术；现状；发展趋势 厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,利用厌氧微生物降解作用将有机污染物转化为甲烷、水、二氧化碳、硫化氢和氨等复杂的生化过程。厌氧生物处理技术在污水处理中的应用己有一个多世纪,其中厌氧反应器是该处理技术发展最快的领域之一。实践证明,保持足够的生物量并使污水与污泥充分的混合接触是厌氧反应器高效、稳定运行的关键,由此产生了多种不同类型的厌氧反应器。由厌氧反应器的发展历程可以看出,第一、二代厌氧反应器研究重点主要集中于反应器的结构方面,而第三代厌氧反应器的主要集中于厌氧微生物的固定化污泥颗粒化技术的研究。 1 厌氧生物反应器的发展历程 1.1第一代厌氧反应器 第一代厌氧生物反应器的典型特征是没有专门的污泥持留机制。以传统消化器和高速消化器为典型代表。传统厌氧消化器没有设置加热和搅拌装置，存在易分层、效率低的缺陷。废水从池子一端连续输入，从另一端连续输出，由于泥水分层，基质与微生物接触不良，容积效能较低。一般设计HRT为30~90d。设计负荷为1.0-1.5kgVSSm-3d-1。 1.2第二代厌氧反应器 第二代厌氧生物反应器的典型特征是设置了专门的污泥持留机制，以厌氧接触（AC）反应器、厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)反应器为典型代表。其主要特点有：SRT长于HRT，装置内生物量很高。 厌氧接触（AC）反应器由于厌氧微生物生长较慢，分离流失污泥以延长成为提高反应器效能的关键。1957年，Shrorfer在高效厌氧消化器后增设了沉淀池，用以分离流失污泥并将其返回至反应器内，实现HRT与SRT分离，由此诞生了厌氧接触消化器。在厌氧接触反应器中，废水先进入消化池与回流的厌氧污泥相混合，废水中的有机物被厌氧污泥所吸附、分解，厌氧反应所产生的沼气由顶部排出；消化池于沉淀池内完成固液分离，上清液由沉淀池排出，同时将部分污泥回流至厌氧消化池，部分作为剩余污泥进行处置。 上流式厌氧污泥床USAB反应器：在USAB反应器中，有机废水由底部布水器进入反应器，然后经过颗粒污泥床以及悬浮污泥层后继续向上流动。此过程中，有机废水与污泥充分接触，废水中部分有机物最后被转化为沼气。产生的沼气以气泡的形式上逸，并将反应器内污泥向上托起，最终致使污泥床发生膨胀。反应器运行过程中所产生沼气量越大，其起到的搅拌作用越强。在沼气所形成气流的驱动下，絮体污泥浮或沉降性能较差的颗粒污泥将升至反应器上部，然后形成悬浮污泥层；沉降性能较好的颗粒污泥则沉积在反应器的反应区底部，并形成颗粒污泥床。当反应器中的发酵液流至三相分离器时，发酵液中的沼气被三相分离器中的反射板导向至气室从而与发酵液分离。污泥及污水流入三相分离器内的沉淀区，在重力作用下可实现泥水的进一步分离。最终上清液将从三相分离器的沉淀区顶部排出，污泥被滞留于沉淀区底部，并沿三相分离器的斜壁返回至反应器的反应区。 1.3第三代厌氧反应器 第三代厌氧生物反应器的典型特征是明显改善了装置内的传质机制，以厌氧膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器及厌氧内循环（IC）反应器为典型代表。其主要特点：反应液内循环，遏制了短流，均衡了负荷。 膨胀颗粒污泥床（EGSB）反应器:在USAB反应器中，由于高负荷所致的高产气速度易引发反应器短流问题加重，将有机废水及其消化产生的中间产物直接携带至反应器出口端，影响厌氧反应器处理效率。1976年荷兰Lettinga采用出水回流装置，遏制了气体脉冲释放，减少了反应器短流，由此诞生了厌氧膨胀床反应器。 厌氧内循环（IC）反应器:在高负荷工况下，高液体流速和高气体流速，可使EGSB反应器中的颗粒污泥难以沉降返回反应区。1985年荷兰Paques公司釆用两个UASB反应器纵向叠加，同时设计内部气升回流装置，有效解决了颗粒污泥沉降问题，强化了废水处理过程，由此诞生了厌氧内循环反应器。 2 厌氧生物反应器发展趋势 纵观厌氧生物反应器的所经历的发展，厌氧反应器正朝着稳定、高效且易控的方向发展，并形成单元技术进而不断突破，并进一步整合至厌氧生物反应器系统中。 （1）加热升温提高效率：研究证明，厌氧消化有两个最适温度，分别为35℃和53℃左右。根据最适温度，厌氧消化可分为高温厌氧消化、中温厌氧消化和常温厌氧消化。高温厌氧消化的最适温度为53℃左右，中温厌氧消化的最适温度为35℃左右，常温厌氧消化的温度不严格控制，随自然温度的变化而波动于15-30℃之间。由于厌氧消化的温度效应很大，加热升温已成为提高厌氧生物反应器效能的重要手段。计算表明，当COD浓度1000mg/L时，所产甲烷燃烧释放的热量大约可使进水温度提高3℃。对于高浓度有机废水，以回收的沼气来加热升温提高厌氧生物反应器效能是可行的。在日、美、欧诸国，沼气发电受到重视和鼓励，沼气发电上网量已占总发电量的左右。我国沼气发电也方兴未艾。发电佘热为厌氧生物反应器加热升温提供了方便廉价的热源。 （2）上下交流平衡养分：有机废水的厌氧生物处理技术实质为废水中有机物被厌氧消化微生物作为营养物质进行利用的过程。废水经调节池预处理后，其废水的成分已可以满足厌氧微生物对营养物质的需求。但工程中，厌氧生物反应器均具有较大高度，进口端废水中的营养物的浓度及其之间的比例可满足厌氧微生物的需求，而出口端混合液中的营养物浓度及其比例却未必能满足厌氧微生物生长及繁殖的需求。通过釆用反应液循环式操作，可使反应器的养分浓度及其比例各高度层次上均可得到平衡，从而满足厌氧消化过程中各功能菌群的营养要求。 （3）适度循环平衡碱度：整个厌氧消化过程是由几个功能菌群协作完成，在有机物的转化过程中，产酸阶段可大量的积累VFA从而致使发酵液酸化；但在产甲烷阶段，VFA可被最终转化为CH4、CO2及水，从而使发酵液碱化。在高负荷厌氧生物反应器中，易出现下部偏

浅谈两级厌氧处理中药废水的试验

浅谈两级厌氧处理中药废水的试验 发表时间：2019-07-17T15:14:54.650Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：龚翠娴 [导读] 摘要：近年来，中药制药企业发展迅猛，随之带来的中药产品生产废水也急剧增加，伴随产生的水污染问题也日益严峻。 广东罗浮山国药股份有限公司 摘要：近年来，中药制药企业发展迅猛，随之带来的中药产品生产废水也急剧增加，伴随产生的水污染问题也日益严峻。由于中药废水种类多，成分复杂，污染物浓度高，含有一定的有毒有害物质，因此对于中药废水的处理还没有形成比较成熟的工艺本文对两级厌氧处理中药废水的试验进行分析和了解。 关键词：两级厌氧；中药废水；发展；试验 一、中药产业发展概述 1.中药产业发展现状 中药在我国已经有了几千年的发展历史，其不仅是我国人民智慧的结晶，更是中华民族的文化瑰宝。中药以其不同于西药的独特功效，在国内外医药学领域占据着比较重要的地位，2015年中国药学家屠呦呦获得了诺贝尔医学奖，更加表明了国际医学界对中国医学研究的深切关注。 中药因其药效温和且副作用较低，在当今人们越来越追求更加健康的药物情形下得到了发展契机，并且找到了正确的发展方向，在发展速度和创造效益上超过了其他行业。新的医疗改革也会对传统中药行业的发展带来新的机会，全新的《国家基本药物目录》中将收录超过260个中药品种，中药品种占有的比例达到45%左右，再加上市场消费作用的带动，会更加促进中药企业的发展。 2.中药制药废水的来源及特征 中药制药企业发展迅猛，随之带来的中药生产废水也急剧增加，伴随产生的水污染问题也日益严峻。因此亟需寻找一种经济高效的污水处理方法以解决中药企业的生产废水。我国的中药生产企业数不胜数，并且不同企业生产不同药品使用的生产工艺不同，由此也造成了中药制药废水成分的复杂性和水量的不稳定性。 中药废水主要包括产品生产废水、生产设备的清洗废水、生产车间清洗水等。中药企业的生产废水成分非常复杂，主要以大黄酸、糖类、木质素、蛋白类物质为主，根据产品和生产工艺的不同某些还含有生物碱、蒽醌、色素等。如不对其加以有效的处理而直接排入水体，会对生态环境产生严重污染。由于中药生产废水具有成分复杂、水质水量不稳定、可生化性一般和一定的毒性等特征，加大了其处理难度，常用的处理工艺不能取得良好的效果。 二、分析厌氧处理技术 人们不断的对厌氧技术进行研究，使其不断的发展，废水厌氧处理工艺高效低耗能的优点使之在废水处理中越来越多的被得到应用，厌氧技术理论的发展也促进了所使用的反应器发展，普遍认为性能优秀的厌氧反应器都具有污泥活性好、污泥量大、泥龄长等特征。随着人们对厌氧理论不断深入的认识，每个阶段都有与其相对应使用的反应器，可将其分为第一、第二、第三代厌氧反应器。 最开始使用的厌氧反应器其结构非常简单，比较典型的包括化粪池和双层沉淀池（隐化池）两种，在早期的生活污水与生化处理后的二沉池剩余污泥的处理中较多的使用。该时期的反应器虽然通过某些结构的改变，提高了其污泥浓度，相应的微生物数量也增多，因此也大幅度提高了其处理能力。但其仍存在明显的缺点，例如卫生条件差、微生物生长缓慢，反应器启动周期长，污泥不能长时间停留在反应器内，随出水大量流失，造成了其处理效能较低。 随着相关学科理论的不断发展，微生物学和生物化学的研究不断进步，学者们以厌氧反应器为研究对象，深入探讨如何提高其处理效能，结果表明反应器需要达到两个条件，一是反应器内的厌氧污泥需要保持足够的反应时间，二是保障进水和厌氧污泥之间充分接触，以此两个条件为基本要求，第二、第三代反应器得到了快速发展。 三、两级厌氧工艺处理效能 两级厌氧工艺所具有的更好的有机物去除效果和较强的耐冲击负荷能力，是由诸多原因造成的：首先，应该选择性能较好的污泥，虽然进水水质和水量的波动造成了一些污泥破碎后流失，但剩余的大多数颗粒污泥都适应了新的环境条件，以此为基础可以重新形成新的颗粒污泥。在反应器内含有的泥量较大且其活性较好的条件下，确保了两级厌氧系统在进水浓度较高、HRT较短的情况下仍具备较高的有机物去除效果。 两级UASB反应器采用低容积负荷，大回流量的方法进行启动。先利用保温层将反应器内水温调节至35℃左右，之后再接种颗粒污泥。将原水COD浓度稀释至15000-20000mg/L作为进水储存于进水桶之中；并向进水桶中加入适量Na HCO3，一方面增加进水的碱度另一方面调节进水的p H值；然后将颗粒污泥用清水清洗数遍，筛选颗粒度较好的作为接种污泥；同时分别启动外循环泵，分别调节两级反应器的上升流速，使一级UASB反应器的上升流速维持在2.5m/h左右，使二级UASB反应器的上升流速维持在2.0m/h左右。24h后观察到反应器中有细小气泡冒出，这证明初步恢复了接种颗粒污泥的活性，同时启动进水泵开始进水，并通过调节进水泵的参数，改变进水量，同时也改变了水力停留时间，容积负荷也随之变化。 废水水质在厌氧产生气体的组成中占据重要影响，但厌氧系统的运行条件和技术不同也对其有一定的影响。假设厌氧系统运行情况非常稳定，则产生的气体中甲烷的浓度越高。所以，通过监测厌氧系统的气体产量以及其中含有的甲烷浓度，可以从侧面表明厌氧系统的运行情况。 四、两级厌氧反应器中颗粒污泥特性 两级厌氧反应器内部的颗粒污泥的物理性能、强度、及微生物活性的变化对整个反应系统的处理效果产生决定性的影响。培养驯化出具有沉降性能较好、强度高及微生物活性好的污泥，是厌氧处理系统能够高效正常运行的基本要求和重要保证。 颗粒污泥的代谢效率，也即是其活性是代表厌氧微生物活性的关键因素，能够使用测定污泥的VSS/SS与SMA两个参数的结果来代表其活性高低。研究中分别记录了1#、2#系统中的污泥在不同VLR条件下的VSS/SS和SMA的改变趋势，结果见下图：

铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究

铁强化微生物—电催化厌氧污水处理技术的研究厌氧消化是处理中高浓度废水最现实、有效的方法之一。它将污水处理与污染物能源化相结合,在国内外得到广泛应用。 但是,产甲烷菌代谢缓慢且对环境条件敏感,其容易导致水解酸化过程和甲烷化过程失衡,从而引起有机酸积累、甲烷化抑制甚至厌氧过程的失败。因此,有必要研究强化有机酸高效降解以及提高厌氧甲烷化能力的新方法,提高厌氧处理效率,这对解决高浓度难降解有机废水的有效处理和污染物资源化利用具有重要意义。 针对以上问题,本论文利用零价铁的还原性和微生物异化铁(Ⅲ)还原的特性,将零价铁和三价铁分别置于厌氧反应器内用以强化厌氧消化的处理效果,重点开展了基于铁电极和铁氧化物的微生物电化学强化厌氧甲烷化技术的研究,考察了电化学强化技术、铁(0,Ⅲ)强化技术与厌氧生物处理的耦合关系和交互作用机制,结合分子生物学技术探索了铁(0,Ⅲ)和电与厌氧微生物之间的协同作用关系。主要研究内容和结果如下：(1)通过零价铁(ZVI)置于厌氧反应器内的方法有效增强了处理含硫酸盐废水过程中的厌氧甲烷化。 结果表明,零价铁作为还原剂可有效缓冲酸性、维持厌氧体系中性的pH(7-8)从而减弱了硫酸盐还原产生的硫化氢对厌氧甲烷化的抑制作用,实现了较高的COD去除率和甲烷产量。分子生物学实验结果表明该反应器底部硫酸盐还原菌为优势菌而上部则以产甲烷菌为主导。 该方法实现了微生物群落的功能化分区,这与两相厌氧反应器处理含硫酸盐废水较相似,却在单一反应器内实现。同时,这表明零价铁的加入有助于强化厌氧甲烷化过程。

(2)采用将Fe203置于酸化硫酸盐还原反应器内的方法,强化了硫酸盐废水 处理过程中有机酸的降解。研究结果发现Fe203的加入可促进微生物异化Fe(Ⅲ)还原过程,其协同硫酸盐还原过程增强了有机酸的降解能力,从而实现了酸化硫 酸盐还原反应器较高的COD去除率(27.3%)和硫酸盐还原率(57.9%)。 分子生物学的定性和定量分析结果表明该方法实现了铁还原菌、硫酸盐还原菌和酸化菌的共生并大量富集,其中硫酸盐还原菌Desulfovibrio marrakechensis和铁(Ⅲ)还原菌Iron-reducing bacteria HN54的含量均明显 高于参比反应器。(3)由(1)部分可知,零价铁可促进厌氧甲烷化过程,基于此构建了使用铁电极为阳极的生物电解池(MEC)-上流式厌氧污泥床反应器(UASB)装置,即将一对铁-石墨电极置入厌氧反应器内并施以适当的电压。 零价铁的加入可强化厌氧过程(包括强化厌氧还原氛围和厌氧菌生长),从而实现了其对含盐废水、染料废水和含氮废水的有效处理。此外,该反应器对有机废水的厌氧水解酸化过程也表现出了明显促进作用。 针对含盐废水的处理,该反应器表现出了较高的耐盐能力和有机物降解能力。在较高盐度条件下(50g/L),该反应器(外加电压1.2V)的COD去除率达到了93% 且有机酸去除率较高,而参比反应器的COD去除率降为53%且发生了严重的有机 酸积累。 分子生物学实验表明该反应器富集了大量的耐盐古菌和耐盐细菌且食丙酸 盐细菌的丰度较高；针对高浓度偶氮染料废水(1200mg/L活性艳红X-3B)的处理,该反应器表现出了较高的脱色能力(83.4%)和COD去除能力(84.7%)。阳极腐蚀释放的Fe2+与电场的耦合作用强化了胞外聚合物的产生。 微生物群落结构的动态分析表明基于铁电极的电场作用可显著加快微生物

8大行业高浓度难降解废水27个处理技术

8大行业高浓度难降解废水27个处理技术 高浓度难降解有机废水是指有机物浓度(以C O D计)较高，一般均在2000m g/L 以上，有的甚至高达每升几万至十几万毫克；所谓“难降解”是指这类废水的可生化性较低(B O D5/C O D值一般均在0.3以下甚至更低，难以生物降解。所以，业内普遍将C O D浓度大于2000m g/L，B O D5/C O D值低于0.3的有机废水统一称为高浓度难降解有机废水。 一、制药行业废水 1.特点 制药废水具有成分差异大，组分复杂，污染物量多，COD 高，BOD5和CODcr 比值低且波动大，可生化性很差，难降解物质多，毒性强，间歇排放，水量水质及污染物的种类波动大等特点。 2.组成 3.处理技术 （1）预处理：混凝法、气浮法、微电解、Fenton试剂、催化氧化等； （2）厌氧工艺：UASB、两相厌氧消化、EGSB等； （3）好氧工艺：生物接触氧化法、CASS、SBR、活性污泥法等；

二、造纸行业废水 1.特点 造纸废水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，由于黑水碱性大、颜色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重地污染水源，给环境和人类健康带来危害。 而中段水对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水，次氯酸盐漂白废水等。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，也对生态环境和人体健康造成了严重威胁。 2.组成 制浆造纸废水主要分为：黑液、中段废水、白水三种。 黑液：用含NaOH或NaOH+硫酸钠碱性药剂蒸煮植物纤维，溶出木质素，排放的蒸煮液即为“黑液”(碱煮为黑液，酸煮为红液，绝大部分采用碱煮)。黑液含木质素、聚戊糖和总碱，是高浓度难降解废水。 中段废水：碱煮制成的浆料在洗涤、筛选、漂白过程中产生的废水，吨浆COD 负荷在310kg左右。BOD/COD在0.20～0.35之间，可生化性较差。污染物主要以木质素、纤维素、有机酸等可溶性COD为主，污染最严重的是漂白产生的含氯废水。 白水：水量大，主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解的木材成分，以不溶COD 为主，可生化性差，加入的防腐剂有毒性。 3.处理技术 黑液、中段废水：碱回收、酸析法、LB-1碱析法、膜分离法、絮凝沉淀、生物膜法、厌氧生物处理、网筛微滤、气浮、高级氧化。 白水：过滤、气浮、沉淀、筛分。

厌氧污水处理

厌氧污水处理 原理 在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。在此过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。对高分子有机物的厌氧过程的叙述，有助于我们了解这一过程的基本内容。高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能为细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T) ρ——可降解的非溶解性底物浓度（g/L）； ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/L）； Kh——水解常数（d^-1）； T——停留时间（d） 发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。

品 600在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（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。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。 在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。 在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 其某些反应式如下： CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL 4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL 2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL 这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

污水处理工艺中的厌氧工艺

厌氧处理工艺的选择及介绍 1 厌氧处理工艺的选择 厌氧反应器既有传统的反应器又有现代高效反应器，这些工艺又可分为厌氧悬浮生长和厌氧接触生长工艺。 厌氧工艺经百余年的发展已从最初的第一代的厌氧消化池发展到第二代的厌氧滤器（AF）、厌氧流化床反应器（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）以及第三代的膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB和IC）这几种反应器形式。 在已开发的厌氧反应器中，第三代的EGSB和IC反应器是一种研究最为深入、技术最为先进的厌氧反应器。它是在第二代UASB反应器的基础上发展起来的高效反应器，尤其适用于中等浓度（COD在10000mg/l以下）的有机废水的处理，并成功地应用于各种废水的处理。相对于其它类型的反应器，EGSB/IC反应器具有一些突出的优点： ?具有较高的有机负荷，水力负荷能满足要求。 ?污泥颗粒化后使反应器耐不利条件的冲击能力增强。 ?具有较高的上升流速，尤其是颗粒污泥IC反应器，由于颗粒污泥的密度较小，在适度的水力负荷范围内，可以靠反应器内产生的气体来实现污泥与基质的充分混合及接触，大大提高反应器的效率。 ?在反应器上部设置了气—固—液三相分离器，对沉降良好的污泥或颗粒污泥可以自行分离沉降并返回反应器主体，不须附设沉淀分离装置、辅助脱气装置及回流污泥设备，简化了工艺，节约了投资和运行费用。 1.2 高强好氧处理工艺的选择 1.2.1复合式生物反应器 为了在原有活性污泥工艺基础上，提高曝气池内生物量，增强废水处理能力，克服活性污泥膨胀，提高运行稳定性，人们发明了在曝气池中投加载体的方法，即在曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体，利用载体容易截留和附着生物量大的特点，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物，充分发挥两者的优越性，使之扬长避短，相互补充，将这种反应器称为复合生物反应器HBR （Hybrid Biological Reactor)。复合式生物反应系统是将生物膜反应系统和活性污泥系统结合起来。虽然这种方法保留了原有工艺的主体构造，但是由于填料的加入，使污水处理机理和效能都大为改变[7]。在这个系统中，微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气、液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成一个更为复杂的复合式生态系统。 1.2.2好氧生物流化床 好氧生物流化床反应器是将普通活性污泥法和生物膜法的优点有机地结合，是七十年代开始应用于污水处理的一种高效的生物处理工艺，并引入流化技术处理有机废水的反应装置，因而具有容积负荷高、生物降解速度快、占地面积小、基建投资和运行费用低等优点。生物流化床处理技术是借助流体（液体、气体）使表面生长着微生物的固体颗粒（生物颗粒）呈流态化，同时进行去除和降解有机污染物的生物膜法处理技术。微生物生长在载体表面，载体则在反应器中流动，是悬浮生长型和附着生长型的复合。它可以保持高浓度的微生物量，传质效率高，体积负荷可以比传统活性污泥法高6-10倍。

高浓度含盐废水生化处理

高浓度含盐废水处理 水处理技术:1 高盐废水产生途径 1.1海水代用排放的废水 所谓海水代用就是将海水不进行淡化处理而直接替代某些场合使用的淡水资源。 在工业上，海水可以广泛的用作锅炉冷却水，应用到热电、核电、石化、冶金、钢铁厂等行业上。发达国家年海水冷却水用量已经超过了1000亿m3。目前我国海水的年利用量为60多亿m3。青岛电厂1936年就开始将海水作为工业冷却水，至今已经有60多年的历史。目前，青岛市电力、化工、纺织等行业的12家临海企业，年用海水8.37亿m3。天津年利用海水达到18亿m3。此外，秦皇岛热电厂、黄道热电厂和上海石化总厂等70多家临海火力发电、核电、化工、石化等企业均已不同的方式直接利用海水。对于印染、建材、制碱、橡胶以及海产品加工等行业，海水还可以作为工业的生产用水。 城市生活用水。在城市生活中，海水可以替代淡水作为冲厕水。目前香港海水冲厕的普及率高达70％以上，未来计划普及率提高到100％，并因此成为世界上唯一以海水作为冲厕水的城市。而在大连、天津、青岛、烟台等城市的个别单位，也有采用海水冲厕的实践，但规模较小。 1.2工业生产废水 一些行业，如印染、造纸、化工和农药等，在生产中产生高含盐量的有机废水。 1.3 其他高盐废水 船舶压舱水 废水最小化生产中产生的污水 大型船舰上产生的生活污水 2 无机盐对微生物的抑制原理 2.1 抑制原理含盐废水主要毒物是无机毒物，即高浓度的无机盐。有毒物质对废水生物处理的影响与毒物的类型和浓度有关，一般随着浓度升高可分为刺激作用、抑制作用和毒害作用三大类。高浓度无机盐对废水生物处理的毒害作用主要是通过升高的环境渗透压而破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶，从而破坏微生物的生理活动。①微生物在等渗透压下生长良好。微生物在质量为5~8.5g/L的NaCI溶液中，红血球在质量为9g/L的NaCI溶液中形态和大小不变，并生长良好；②在低渗透压（ρ（NaCI）=0.1g/L）下，溶液水分子大量渗入微生物体内，使微生物细胞发生膨胀，严重者破裂，导致微生物死亡；③在高渗透压（ρ（NaCI）=200g/L）下，微生物体内水分子大量渗到体外，使细胞发生质壁分离。 2.2 淡水微生物在不同盐度下的存活率不同生活在淡水环境下或者淡水处理构筑物中的微生物接种到高盐环境下，仅有部分微生物存活。这是盐度对微生物的一种选择。将淡水微生物的存活率定义为100％，当盐度超过20g/L,其存活率低于40％。因此，当盐度超过20g/，一般认为用不同淡水微生物无法进行处理。 3 适盐微生物的分类与利用 耐盐微生物：能耐受一定浓度的盐溶液，但在无盐条件下生长最好，其生长也不需要大量无机盐。 嗜盐微生物：指在高盐条件下可以生长的细菌，其生长离不开高盐环境。按照最佳生长盐度范围可以分为三类。

厌氧处理工艺汇总分析比较

废水厌氧处理工艺分析比较 一、废水厌氧处理原理 一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解： （1）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进行下一步的分解。 （2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体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（VFA），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。 （3）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。 （4）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。 在上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在

50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。 二、废水厌氧工艺的发展 厌氧生物过程一直广泛地存在于自然界中，但人类第一次有意识地利用厌氧生物过程来处理废弃物，则是在1881年由法国的Louis Mouras所发明的“自动净化器”开始的，随后人类开始较大规模地应用厌氧消化过程来处理城市污水（如化粪池、双层沉淀池等）和剩余污泥（如各种厌氧消化池等）。这些厌氧反应器现在通称为“第一代厌氧生物反应器”，它们的共同特点是：①水力停留时间（HRT）很长，有时在污泥处理时，污泥消化池的HRT会长达90天，即使是目前在很多现代化城市污水处理厂所采用的污泥消化池的HRT也还长达20~30天； ②虽然HRT相当长，但处理效率仍十分低，处理效果还很不好；③具有浓臭的气味，因为在厌氧消化过程中原污泥中含有的有机氮或硫酸盐等会在厌氧条件下分别转化为氨氮或硫化氢，而它们都具有十分特别的臭味。以上这些特点使得人们对于进一步开发和利用厌氧生物过程的兴趣大大降低，而且此时利用活性污泥法或生物膜法处理城市污水已经十分成功。 但是，当进入上世纪50、60年代，特别是70年代的中后期，随着世界围的能源危机的加剧，人们对利用厌氧消化过程处理有机废水的研究得以强化，相继出现了一批被称为现代高速厌氧消化反应器的处理工艺，从此厌氧消化工艺开始大规模地应用于废水处理，真正成为一种可以与好氧生物处理工艺相提并论的

废水厌氧生物处理原理

废水厌氧生物处理原理 一、厌氧消化过程中的主要微生物 主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、产甲烷菌 产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina（产甲烷八叠球菌）Methanothrix（产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。 典型的产甲烷反应： 产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有： ①产甲烷丝菌；等等。 产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150～-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4～6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。 ②产甲烷球菌； ③产甲烷杆菌； ④产甲烷八叠球菌； 2、产氢产乙酸菌： 产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。 主要的产氢产乙酸反应有：

注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。 主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。 3、发酵细菌（产酸细菌）： 发酵产酸细菌的主要功能有两种： ①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； ②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等； 主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。 二、厌氧生物处理的主要特征 1、厌氧生物处理过程的主要缺点： ①气味较大； ②对温度、pH等环境因素较敏感； ③对氨氮的去除效果不好； ④处理出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理； 2、厌氧生物处理过程的主要优点： ⑤反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程； ⑥厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；

高浓度有机废水处理技术

高浓度有机废水处理技术 目前，工业废水和城市污水是我国水环境污染的污染源之一，特别是随着生产规模的不断扩大和工业技术的迅速发展，含高浓度有机废水的污染源日益增多。但是，由于高浓度有机废水的性质和来源不同，其处理工艺也不尽相同。 一般来说，根据高浓度有机废水的性质和来源，可分为三类：第一类是高浓度有机废水，不含有害物质，易生物降解，如食品工业废水;二是有害物质，易生物。降解高浓度有机废水，如某些化学工业和制药工业废水;第三类是含有有害物质且不易生物降解的高浓度有机废水，如有机化学合成工业和农药废水。 废水处理工艺的组成可分为四类：生物处理、化学处理、理化处理和物理处理。对于高浓度有机废水的处理，通常采用上述两种或三种方法进行综合处理。以下简要介绍了高浓度有机废水的各种处理技术。 一、高浓度有机废水生物处理技术 生物处理技术是一般有机废水处理系统中最重要的工艺之一。它利用微生物(主要是细菌)的代谢来氧化，分解和吸附废水中的可溶性有机物和部分不溶的有机物，并将其转化为无害的。一种稳定材料并因此净化水的技术。以

下是固定化微生物技术和厌氧消化技术的应用介绍。 固定化微生物技术是利用优势菌以特定底物处理高浓度有机废水，特别是制药工业难降解有机废水的技术。其作用机理是将微生物固定在载体上，培养特定的细菌，使其高度浓缩，维持其对高浓度有机废水定向处理的生物功能。 其中，适用于高浓度有机废水处理的优势菌株固化剂应具有以下特点：(1)微生物固着具有良好的耐久性;(2)渗透性好，不被高浓度有机物或溶解氧溶解;(3)具有一定的强度。在原有生物膜法的基础上，引入细胞固定化技术，进一步提高生物处理结构中有效生物量的浓度，大大提高了反应速率和处理效率，降低了基建投资成本。这一技术引起了学术界的广泛关注。 厌氧消化技术是指在厌氧条件下有机物的消化和降解。与传统的好氧处理技术相比，后者由于有机物浓度高，难以进行水中缺氧处理，好氧处理没有能量回收，但厌氧消化处理技术有以下几点：优点：1无需曝气所需能量; 2甲烷是一种产品，是一种有用的最终产品;减少3个污泥产生;生产的4种生物污泥易脱水; 5个活性厌氧污泥可以存放数月;在更高的负载下运行。该技术可以处理含有大量碳水化合物，脂肪，蛋白质，纤维素等的高浓度有机废水，在造纸，皮革和食品工业中排放，并取得了良好的效果。