每天處理10噸一體化污水處理設(shè)備
廢水處理的厭氧生物處理技術(shù)是在厭氧條件下,兼性厭氧和厭氧微生物群體將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳的過(guò)程,又稱為厭氧消化。厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞,由于其具有良好的去除效果,更高的反應(yīng)速率和對(duì)毒性物質(zhì)更好的適應(yīng),更重要的是由于其相對(duì)好氧生物處理廢水來(lái)說(shuō)不需要為氧的傳遞提供大量的能耗,使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。
一般來(lái)說(shuō),廢水中復(fù)雜有機(jī)物物料比較多,通過(guò)厭氧分解分四個(gè)階段加以降解:
(1)水解階段:高分子有機(jī)物由于其大分子體積,不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁,需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖,蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。
(2)酸化階段:上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外,這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VFA),同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。
(3)產(chǎn)乙酸階段:在此階段,上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。
(4)產(chǎn)甲烷階段:在這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。
厭氧技術(shù)發(fā)展過(guò)程大致經(jīng)歷了三個(gè)階段:
第階段(1860-1899年):簡(jiǎn)單的沉淀與厭氧發(fā)酵合池并行的初期發(fā)展階段。這個(gè)發(fā)展階段中,污水沉淀和污泥發(fā)酵集中在一個(gè)腐化池(俗稱化糞池)中進(jìn)行,泥水沒(méi)有進(jìn)行分離。
第二階段(1899-1906年):污水沉淀與厭氧發(fā)酵分層進(jìn)行的發(fā)展階段。
第三階段(1906-2001年):獨(dú)立式營(yíng)建的高級(jí)發(fā)展階段。這個(gè)發(fā)展階段中,沉淀池中的厭氧發(fā)酵室分離出來(lái),建成獨(dú)立工作的厭氧消化反應(yīng)器。
與此相對(duì)應(yīng)的是,厭氧生物處理技術(shù)的反應(yīng)器主體也經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)代。
第代厭氧反應(yīng)器是以普通厭氧消化池(CADT),厭氧接觸工藝(ACP)為代表的低負(fù)荷系統(tǒng)。
第二代反應(yīng)器是20世紀(jì)60年代末以在反應(yīng)器內(nèi)保持大量的活性污泥和足夠長(zhǎng)的污泥齡為目標(biāo),利用生物膜固定化技術(shù)和培養(yǎng)易沉淀厭氧污泥的方式開發(fā)出的。如厭氧濾器(AF)、厭氧流化床(AFB)、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(ARBCP)、上流式厭氧污泥床(IAASB)、厭氧附著膨脹床(AAFEB)等。其中UASB反應(yīng)器為應(yīng)用廣的反應(yīng)器,在其為代表的第二代反應(yīng)器的研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)上開發(fā)出了新一代反應(yīng)器。
第三代厭氧反應(yīng)器是在將固體停留時(shí)間和水力停留時(shí)間相分離的前提下,使固液兩相充分接觸,從而既能保持大量污泥又能使廢水和活性污泥之間充分混合、接觸以達(dá)到真正高效的目的。目前研究較多的有:厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)(IC)等。
每天處理10噸一體化污水處理設(shè)備生物脫氮的基本原理是在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的基礎(chǔ)上,先利用好氧段經(jīng)硝化作用,由硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的協(xié)同作用,將氨氮通過(guò)反硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮,即將NH3轉(zhuǎn)化為NO2--N和NO3--N。在缺氧條件下通過(guò)反硝化作用,以硝酸鹽氮為電子受體,以有機(jī)物為電子供體進(jìn)行厭氧呼吸,并有外加碳源提供能量,將硝氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓?,將NO2--N(經(jīng)反亞硝化)和NO3--N(經(jīng)反硝化)還原為氮?dú)猓绯鏊驷尫诺酱髿?,參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少,降低出水的潛在危險(xiǎn)性,達(dá)到從廢水中脫氮的目的
由此可見,生物脫氮系統(tǒng)中硝化與反硝化反應(yīng)需要具備如下條件: 硝化階段:足夠的溶解氧(DO)值在2mg/L以上,合適的溫度,好20℃,不低于10℃,足夠長(zhǎng)的污泥泥齡,合適的pH條件。 反硝化階段:硝酸鹽的存在,缺氧條件(DO)值在0.5mg/L左右,充足的碳源(能源),合適的pH條件。 通過(guò)上述原理,可組成缺氧與好氧池,即所謂A/O系統(tǒng)。
AO工藝法也叫厭氧-好氧工藝法,A(Anacrobic)是厭氧段,用與脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機(jī)物。