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污水處理工藝ABR、UASB對比(上)

文章出處:百度文庫 人氣:發表時間:2020-04-29 09:26
工業廢水泛指工業生產過程排出的受污染的排水。由于工業生產的多樣性、產生的排水污染性質也紛呈復雜,如有機污染、無機污染熱污染、色度污染等等。作為工業廢水處理的設計必須建立在充分了解生產工藝過程的基礎之上。

工業廢水除水質復雜水質變化大之外,排水的邊界條件由于生產工藝的不同也對處理設計產生重要影響。首先生產制度各工業企業均不同,有一班生產、二班生產、三班生產。為保證處理工藝的連續性、需考慮污水的儲存容積。如生產麥芽的排水,每日6000m3污水,每天只排6次,即每次排水1小時達到1000m3,其它時間無排水。其欺,排水點的高程問題。現代企業出現了高層工業廠房,有時高達100m或更高,排水時挾裹大量污染物和氣體從上而下,能量巨大。污水處理前就要考慮消能問題,否則后續處理將無法正常運行。

有相當工業企業排水尚有事故排水,這在設計時應充分考慮事故排水帶來的沖擊負荷和其它影響。如草漿廠、乳制品廠等,要有相應的應對措施。

于工業廢水排水的復雜性,就要求處理工藝的設計者所選用的工藝和設備必須有針對性,要對癥下藥,對號入座,不能從簡單的幾個標準如COD、BOD、SS、PH就套用別人的工藝和設備。工業廢水除上述指標外,突出影響處理的因素還很多,如高、低溫度,高S0=4, NH3一N,高、低PH,高含鹽量,高有毒物質(有機磷),表面活性劑(發泡物質)、染料等等。目前在水處理設備的宣傳上,一些用于生活污水或中水處理工藝上的組合設備,自稱可以處理石化、輕工、礦等工業廢水,可能對某些設計人員產生誤導,應嚴格界定這些設備的應用參數,避免產性不良后果。在造紙、制革等行業中已出現這樣事例。

綜合上述,工業廢水處理應注重預處理,注重后處理才能穩定達標排放。

預處理的目的就是改善水質,為后續處理保證良好的處理邊界條件。常采用的措施有截留有機、無機漂浮物,調整酸堿度,調正溫度,消除無機鹽類的影響,均均水質改善污水的可生化性,降低產泡物質等等。后處理的目的就是對穩定達標的保障和為今后污水回用保留一定的可能性接口,常采用的措施有澄清、脫色等等。目前,一些污水處理裝置或工程不能穩定達標,往往在后處理的工藝或裝置的選擇上不合理所致。比如現在很多接觸氧化處理I藝中,出水選用斜板(管)沉淀池。由于出水中仍含有DO、COD斜板(管)本身再次成為生物膜載體,尤其夏季高濕時,沉淀池堵塞嚴重,大塊生物膜上浮嚴重影響出水水質,工人不得不經常放水沖洗斜板(管)。

目前工業企業廢水處理的項目資金和運行費用基本是企業自理,即環境成本內部化。因此工業廢水處理的項目.上馬和正常達標運行除受政府政策及管理制約外,受到一次投資額及運行成本的制約。因此需要環保產業的同仁們加大科技投入,努力開發質量優異、投資低廉、節約能源的處理I藝和設備,這是目前工業廢水處理行業維護生命力和保證持續發展的根本,也是工業廢水處理先進性的體現。

當然,工業廢水處理在體現其社會效益的同時,努力提高自身的經濟效益,加大生產高附加值產品,高效使用資源和能源也是水處理工業及I業企業本身可持續發展的保證。由于我國水資源十分匱乏,一些用水大戶企業從80年代就開始重視廢水處理后回收利用。對于一些新建擴 建項目從開始設計就確定了這一原則。如青島啤酒廠1983年就建成了日處理2000m3的啤酒廠工業廢水處理及回用的裝置,采用酸化——接觸氧化——氣浮——消毒——無閥濾池——氣壓供水工藝,將處理后水賣給相鄰的印染廠洗布用水。活性污泥作為農肥供給園林部門]使用。目前國內以廢紙為原料的造紙廢水在設計招標原則中均需作到處理后廢水回用率30%—80%。一般此類紙廠廢水處理規模在2—6萬m3/d,因此這項工作為造紙行業減輕污染和開發水資源有著重要的意義。

工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類,有含無機污染物為主的無機廢水和含有機污染物為主的有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機廢水,食品或石油加工過程的廢水是有機廢水。按工業企業的產品和加工對象可分為造紙廢水、紡織廢水、制革廢水、農藥廢水、冶金廢水、煉油廢水等。按廢水中所含污染物的主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。

中水是指污水經處理設施深度凈化處理后的水,水質介于自來水(上水)與排入管道內污水(下水)之間,所以稱為”中水”。其主要是指工業或生活污水經處理后達到一定的水質標準,可在一定范圍內重復使用的非飲用水。

中水回用,一面為城鎮供水開辟了第二水源,可大幅度降低”上水”(自來水)的消耗量;另一面在一定程度上解決了“下水”(污水)對水源的污染問題,起到既經濟又環保的作用。
 
厭氧ABR與UASB

實踐表明,一個成功的反應器必須是:①具備良好的截留污泥的性能,以保證擁有足夠的生物量;②生物污泥能夠與進水基質充分混合接觸,以保證微生物能夠充分利用其活性降解水中的基質。

同時,研究人員基于對各類化合物厭氧降解機理研究的進展,從厭氧底物降解途徑和動力學兩方面入手,分析提高和保持反應器內微生物活性的可能措施,并與反應器的設計相結合,全面提高反應器的性能。

厭氧過程實質是一系列復雜的生化反應,其中的底物、各類中間產物、最終產物以及各種群的微生物之間相互作用,形成一個復雜的微生態系統,類似于宏觀生態中的食物鏈關系,各類微生物間通過營養底物和代謝產物形成共生關系(symbiotic)或共營養關系(symtrophic)。因此,反應器作為提供微生物生長繁殖的微型生態系統,各類微生物的平穩生長、物質和能量流動的高效順暢是保持該系統持續穩定的必要條件。如何培養和保持相關類微生物的平衡生長已經成為新型反應器的設計思路。

Lettinga教授在展望未來厭氧反應器發展動向時指出,現有的各類高效厭氧反應器中,上流式污泥床(USB)系統是最受歡迎的,也是最有發展前途的,上流式厭氧污泥床(UASB)系統在全球范圍的風行可以作為例證。USB系統的一個優點是反應器內水流方向與產氣上升方向相一致,一方面減少堵塞的機會,另一方面加強了對污泥床層的攪拌作用,有利于微生物與進水基質的充分接觸,也有助于形成顆粒污泥。關于新型高效反應器,Lettinga在推薦膨脹顆粒污泥床反應器EGSB(Expanded Granular Sludge Bed)的同時,提出了另一個極有前途,同時也是極富挑戰性的新工藝,即分階段多相厭氧反應器技術。

SMPA(Staged Multi—Phase Anaerobic Reactor)。

折流式厭氧反應器(Anaerobic Baffled Reactor)是Bachman和McCarty等人于1982年前后提出的一種新型高效厭氧反應器。
 
ABR簡介

厭氧折流板反應器(Anaerobic BaffLted Reactor簡稱ABR)藝首先由美國stanford大學的McCarty等于1981年在總結了各種第二代厭氧反應器處理工藝特點性能的基礎上開發和研制的一種高效新型的厭氧污水生物技術。清華大學的黃永恒認真比較分析了SMPA工藝和ABR反應器的性能特點,認為ABR反應器完美的實現了SMPA工藝的思想要點,是一種很有發展前途的高效厭氧反應器。

由于在反應器中使用一系列垂直安裝的折流板,將反應器分隔成串聯的幾個反應室,每個反應室都可以看作一個相對獨立的上流式污泥床系統(up—flow sLudge bed,簡稱USB)。被處理的廢水在反應器內沿折流板作上下流動,依次通過每個反應室的污泥床,廢水中的有機基質通過與微生物接觸而得到去除。借助于處理過程中反應器內產生的氣體使反應器內的微生物固體在折流板所形成的各個隔室內作上下膨脹和沉淀運動,而整個反應器內的水流則以較慢的速度作水平流動。水流繞折流板流動而使水流在反應器內的流經的總長度增加,再加之折流板的阻擋及污泥的沉降作用,生物固體被有效地截留在反應器內。因此ABR反應器的水力流態更接近推流式。其次由于折流板在反應器中形成各自獨立的隔室,因此每個隔室可以根據進入底物的不同而培養出與之系統的處理效果和運行的穩定性相適應的微生物群落,從而導致厭氧反應產酸相和產甲烷相沿程得到了分離,使ABR反應器在整體性能上相當于一個兩相厭氧系統,實現了相的分離。最后, ABR反應器可以將每個隔室產生的沼氣單獨排放,從而避免了厭氧過程不同階段產生的氣體相互混合,尤其是酸化過程中產生的H2可先行排放,利于產甲烷階段中丙酸、丁酸等中間代謝產物可以在較低的H2分壓下能順利的轉化。


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