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上海碧潤誠生物科技工程有限公司常年供應:制藥厭氧顆粒污泥,檸檬酸厭氧顆粒污泥,淀粉厭氧顆粒污泥,食品厭氧顆粒污泥,酒精厭氧顆粒污泥,沉降速度快,去除率高,運輸快,免費技術指導更高效,廠家直供質優價廉。歡迎廠家咨詢采購。




1.厭氧顆粒污泥應該如何保存效果才更好?

培養厭氧顆粒污泥首先對基質有著一定的要求,一般的,在培養顆粒污泥的基質當中COD:N:P=110~200:5:1.而有機廢液的基質可以分為偏碳水化合物類與偏蛋白質類。為了能夠順利培養出顆粒污泥,對于偏碳水化合物類的污水需要添加N與P.而對于那些偏蛋白質類的污水需要添加碳源(如葡萄糖等)。有學者研究表明,不添加碳源,顆粒污泥的形成比較困難[1].可見,適當比例的碳源對促成顆粒污泥形成是必要的。廢水中的厭氧處理主要是依靠微生物的生命活動來達到處理的目的,不同的微生物生長也需要不同的溫度范圍。

溫度稍微有幾度的差別,就可能在兩類主要種群之間造成不平衡。因此,溫度對顆粒污泥的培養是很重要。顆粒污泥在低溫(15~25℃)、中溫(30~40℃)和高溫(50~60℃)都有過成功的經驗。一般的,高溫較中溫的培養時間比較短,但由于高溫下NH3與某些化合物混合毒性會增加,因而導致其應用上受一定的限制;中溫一般控制在35℃左右,在其它條件適當的情況下,經1~3個月可成功的培養出顆粒污泥;低溫下培養顆粒污泥的研究較少,但有文獻報道在使用顆粒污泥低溫馴化后處理底濃度制藥廢水的實驗中,COD的去處率達90%,取得了較好的效果[2].因而低溫培養顆粒污泥將是今后的研究的重點之一。

厭氧處理過程中,水解產酸菌對pH值有較大的適應范圍,而產甲烷菌則對pH值的變化敏感,其最適pH值范圍是6.8-7.2.如果反應器內的pH值超過這個范圍。則會導致產甲烷菌受到抑制,并出現酸積累,進而使整個反應器酸化。因此,反應器內pH值范圍應控制在產甲烷菌最適的范圍內。由于不同性質的廢水有不同的pH值,為了保證反應器內pH值的穩定,防止酸積累而產生的對產甲烷菌的抑制,可采用向廢水中添加化學藥品如NaHCO3、Na2CO3、Ca(OH)2等物質。

2.厭氧顆粒污泥在使用中的注意事項

首先一定要有接種污泥,如果已經是顆粒污泥,只需要培養馴化一下就可以了;如果采用活性污泥的話就比較麻煩一點。必須注意以下幾個點:

1、營養元素與微量元素

在當廢水中N、P等營養元素不足的時候,不易于形成顆粒,對已經形成的顆粒污泥會發生細胞自溶,導致顆粒破碎,所以要適當加以補充。N源不足時,可添加氮肥、含氮量高的糞便、氨基酸渣以及剩余活性污泥等;P源不足時,可適當投加磷肥。鐵、鎳、鈷和錳等微量元素是生產甲烷輔酶重要的組成部分,適量補充可增加所有種群單位質量微生物中活細胞的濃度及它們的酶活性。

2、選擇壓

通常將水力負荷率和產氣負荷率兩者的作用總和稱為系統的選擇壓。選壓對污泥床產生沿水流方向的攪拌作用和水力篩選作用,是UASB等一系列無載體厭氧反應器產生顆粒污泥的必要條件。高選擇壓條件下,水力篩選作用可以將微小的顆粒污泥與絮體污泥分開,污泥床底聚集比較大的顆粒污泥,而比重較小的絮體污泥則進入懸浮層區,或被淘汰出反應器。定向攪拌作用產生的剪切力使顆粒產生不規則的旋轉運動,有利于絲狀微生物的相互纏繞,為顆粒的形成創造一個外部條件。

低選擇壓條件下,主要是分散微生物的生長,這將產生膨脹型污泥。當這些微生物不附著在固體支撐顆粒上生長時,形成沉降性能很差的松散絲狀纏繞結構。液體上升流速在2.5~3.0m/d之間內,最有利于UASB反應器內污泥的顆粒化。

3、有機負荷率和污泥負荷率

可降解的有機物為微生物提供充足的碳源和能源,是微生物增長的物質基礎。在微生物關鍵性的形成階段,應盡量避免進水的有機負荷率劇烈變化。

實驗研究表明,由絮狀污泥作為種泥的初次啟動時,有機負荷率在0.2~0.4 kgCOD/(kgVSS?d)和污泥負荷率在0.1~0.25kgCOD/(kgVSS?d)時,有利于顆粒污泥的形成。

4、堿度

堿度對污泥顆粒化的影響表現在兩方面:一是對顆粒化進程的影響;二是對顆粒污泥活性的影響。后者主要表現在通過調節pH值(即通過堿度的緩沖作用使pH值變化較小)使得產甲烷菌呈不同的生長活性,前者主要表現在對污泥顆粒分布及顆粒化速度的影響。在一定的堿度范圍內,進水堿度高的反應器污泥顆粒化速度快,但顆粒污泥的產甲烷活性低;進水堿度低的反應器其污泥顆粒化速度慢,但顆粒污泥的產甲烷活性高。因此,在污泥顆粒化過程中進水堿度可以適當偏高(但不能使反應器體系的pH>8.2,這主要是因為此時產甲烷菌會受到嚴重抑制)以加速污泥的顆粒化,使反應器快速啟動;而在顆粒化過程基本結束時,進水堿度應適當偏低以提高顆粒污泥的產甲烷活性。

5、接種污泥

顆粒污泥形成的快慢很大程度上決定于接種污泥的數量和性質[1]。根據Lettinga的經驗,中溫型UASB反應器的污泥接種量需稠密型污泥12~15kgVSS/m3或稀薄型污泥6kgVSS/m。高溫型UASB反應器最佳接種量在6~15kgVSS/m3。過低的接種污泥量會造成初始的污泥負荷過高,污泥量的迅速增長會使反應器內各種群數量不平衡,降低運行的穩定性,一旦控制不當便會造成反應器的酸化。較多的接種菌液可大大縮短啟動所需的時間,但過多的接種污泥量沒有必要。

一般說來,用處理同樣性質廢水的厭氧反應器污泥作種泥是最有利的,但在沒有同類型污泥時。不同的厭氧污泥同樣對反應器的啟動具有一定的影響,沒有處理同樣性質廢水的厭氧反應器污泥作種泥時,厭氧消化污泥或糞便可優先考慮。

6、溫度

溫度對于UASB的啟動與保持系統的穩定性具有重要的影響。UASB反應器在常溫(25℃),中溫(33℃~41℃)和高溫(55℃)下均能順利啟動,并形成顆粒污泥。但絕大多數UASB啟動過程的研究都是在中溫條件下進行的,也有少數低溫啟動的報道。另外,不同種群產甲烷菌對生長的溫度范圍,均有嚴格要求。因此,需要對厭氧反應的介質保持恒溫。不論何種原因導致反應溫度的短期突變,對厭氧發酵過程均有明顯的影響


3.影響厭氧污泥顆粒化的一些因素,怎樣制成厭氧顆粒污泥?

厭氧污泥顆粒化是個非常復雜的過程,制成厭氧顆粒污泥受有很多因素影響,可以歸納為:環境因素、廢水特征、接種污泥和操作因素。

環境因素

1、溫度

廢水的厭氧處理主要依靠水中微生物的生命活動來達到處理的目的 ,不同微生物的生長需不同的溫度范圍 ,根據反應器中微生物的這一特性 ,通常將反應器分為低溫 (16~25℃)UASB反應器、中溫 (30~40℃)UASB反應器、及高溫(50~60℃)UASB反應器。

一般說來,穩定的每增加10℃,厭氧反應的速度約增加一倍。低溫下,厭氧顆粒污泥的形成需要很長的時間,而中、高溫則較短。中溫條件之下UASB的應用最為廣泛,而高溫條件主要是用在廢水本身溫度較高的場合,并且由于其溫度較高,NH3以及其它一些化學物質的毒性隨之增加,這給高溫下厭氧顆粒污泥的形成帶來了一定的障礙。

2、pH值及pH緩沖能力

pH值是厭氧處理的又一個重要因素。厭氧過程中 ,水解菌與產酸菌對 pH有較大的適應范圍 ,而甲烷菌則對pH值比較敏感 ,適宜它的生長范圍是6.5~7.8。若反應器內廢水pH值超過這個范圍 ,會引起由于甲烷菌受到抑制而出現的酸積累等問題 ,因而甲烷菌的這一特性也就決定了反應器內反應區所應控制的pH值范圍。

反應器內乙酸的形成是對pH值影響最大的一個因素。不同特性的廢水進入反應器后對pH值的影響也不同 ,例如含碳水化合物的廢水會引起pH值的降低 ,而含大量蛋白質和氨基酸的廢水則會造成pH值上升。因而 ,進液時廢水可有不同的pH值 ,關鍵是保證進液后pH值的穩定 ,使廢水有一定的緩沖能力 ,防止酸積累對甲烷菌產生毒性影響。在操作過程中出水回流不僅在反應器啟動階段提供反應器一定的水力負荷 ,且由于出水堿度高于進水堿度 ,可增加廢水的緩沖能力 ,減少化學物質的添加;不過 ,更多地是采用向廢水中添加化學藥品如Na2CO3、NaOH、Ca(OH)2、NaHCO3 等堿性物質 ,以在廢水中形成碳酸氫鹽緩沖系統 ,保證系統pH值的穩定。但是在投加化學藥品時 ,要充分考慮到鹽類的毒性作用 ,投加濃度不能高于其毒性濃度。

3、營養物和微量元素

微生物的生長需要一定量的營養物和微量元素 ,添加營養物的數量及微量元素的種類要依據組成細胞的化學成分而定。UASB反應器中 ,細菌種類可能有產酸菌、酸分解菌、產甲烷菌等幾種。不論在哪幾種微生物 ,C、N、P都是微生物生長所不可缺少的。一般說來 ,對于未酸化的廢水 ,C∶N∶P =1 30∶5∶1 ;而對于基本上完全酸化的廢水C∶N∶P =1000∶5∶1~330∶5∶1。對于部分酸化的廢水 ,可視具體情況根據上述數據參考而定。

除此以外 ,微量元素對微生物良好生長也有重要的作用。以甲烷菌為例來說,甲烷菌需要相對高濃度的Fe、Co、Ni等 ,而在某些廢水中不含有或含有的濃度非常低。在此情況下 ,只有向廢水中補充這些微量元素。已在進水合成基質成分的試驗中 ,添加過Fecl2?4H2O ,CuCl2 等物質。不過 ,具體要添加哪種微量金屬溶液 ,還要依據進液廢水的情況而定。


4.好氧池曝氣量的計算

曝氣量的計算有多種方法,我試著按各種方法算了一次,發現差異較大,現發上來,請大家評評,用哪種方法較準確。
參數:水量:46噸/小時,  COD:1200mg/l,  無BOD數據,按BOD=0.5*COD=600mg/l計

方法一:按氣水比計算:
接觸氧化池15:1,則空氣量為:15×46=690m3/h
活性污泥池10:1,則空氣量為:10×46=460 m3/h
調節池5:1,則空氣量為:5×46=230 m3/h
合計空氣量為:690+460+230=1380 m3/h=23 m3/min

方法二:按去除1公斤BOD需1.5公斤O2計算
每小時BOD去除量為0.6kg/m3×1100m3/d÷24=27.5kgBOD/h
需氧氣:27.5×1.5=41.25kgO2
空氣中氧的重量為:0.233kg O2/kg空氣
則需空氣量為:41.25 kgO2÷0.233 O2/kg空氣=177.04 kg空氣
空氣的密度為1.293 kg/m3
則空氣體積為:177.04kg÷1.293 kg/m3=136.92 m3
微孔曝氣頭的氧利用率為20%,則實際需空氣量為:136.92 m3÷0.2=684.6m3=11.41m3/min

方法三:按單位池面積曝氣強度計算
曝氣強度一般為10-20 m3/ m2h , 取中間值, 曝氣強度為15 m3/ m2h
接觸氧化池和活性污泥池面積共為:125.4 m2
則空氣量為:125.4×15=1881 m3/h=31.35 m3/min
調節池曝氣強度為3m3/ m2h,面積為120 m2則空氣量為3×120=360 m3/h=6m3/min
總共需要37.35 m3/min

方法四:按曝氣頭數量計算
根據停留時間算出池容,再計計算出共需曝氣頭350只,需氣量為3 m3/h只
則共需空氣350×3=1050 m3/h=17.5 m3/min
再加上調節池的需氣量6 m3/min,共需空氣:23.5 m3/min
僅供參考,大設計院一般用氣水,我們設計用經驗值大約1公斤COD需要1公斤氧氣,1kg氨氮需要45.7kg氧氣。


5.關于污泥培養的秘訣

1、怎樣培養水處理段的活性污泥?污水處理廠在單體試車初步驗收和聯動試車的基礎上。進水的污水水質、水量能滿足初步運行的要求,即可進行投產試運行。首先要培養活性污泥,一般直接通污水進行培養。將城市污水引人曝氣池后暫停進水,進行曝氣。在水溫、氣溫都合適情況下1~2天就會出現絮狀物,這時可少量連續進水,也可間歇進水,連續曝氣。連續曝氣一周后,通過顯微鏡檢查到菌膠團長勢良好后即可由少到大逐漸增加進水到設計量,投入試運行。如果營養不足可加人一些糞便、食品加工業的含氮磷豐富的廢液,以及飯店的米泔水等以增快培養的速度。還要注意在培養菌的初期,由于好氧細菌沒大量形成,應控制曝氣量,避免好氧細菌老化。

2、怎樣培養污泥處理段的厭氧污泥?

(1)大中型污水處理廠一般在水處理段正常后,有足夠的剩余污泥后,再培養厭氧污泥比較有利。

(2)先將消化池內充滿二級出水,投入其它消化池的厭氧污泥菌種,或接入水處理段的剩余污泥。

(3)在消化污泥來源缺乏的地方也可用人糞、牛糞、豬裝、酒糟、 剩余的淀粉等有機廢物稀釋到含固率為 1%~3%投入硝化池。

(4)培養消化污泥菌時,必須控制pH值和有機物投配負荷,PH值應保持在6.4~7.8之間。有機負荷控制在0.5kgVSS/(m3·d)之下。投配負荷過高,會導致揮發性脂肪酸大量積累,PH值降低,使酸衰退階段太長,從而延長培養時間。

(5) 充分攪拌消化池內的混合污泥。中溫消化要保持消化池內的水溫在 35℃士2°C,邊進泥邊加熱, 待加至所需溫度及混位后,暫停進泥。待厭氧消化產氣正常后可逐新增加投泥量,直至到正常加泥 。

(6) 每日分析沼氣成分,所需數據正常時,取樣品進行點火試驗,(注意防火、防爆)然后才可正式進行沼氣利用工作。

3、試運行期間應注意什么?

(1) 當活性污泥培養成功后,污水處理廠即可投產試運行。試運行的水量可根據來水情況安排。一般開始試運行時按照設計量的一半運行,待正常時再投入另一半試運行 。
(2)試運行期間為了確定最佳工藝運行條件主要作為變量考慮的因素有污水的溫度、 pH、電導率、曝氣池中的溶解氧和污泥濃度、消化池內泥溫、 pH値、加熱污泥系統的運行情況、沼氣柜的運行情況、脫水機的運行狀況。

(3)活性污泥法的重要參數BOD5、 CODcr、 MLSS、 MLVSS、氨氮、 總磷等需要化驗室每天監測,用以調整工藝參數。SV、SVI、顯微鏡檢査,每天可根據實際需要多次檢測,隨時調整工藝。(4) 污水處理、 污泥處理在試運行階段控制、調整應以培養、馴化污泥為主,切實做好控制、觀察、記錄和分析檢驗工作,對污水處理量、污泥處理量、污泥產量、沼氣產量、藥劑耗量、生產電耗量、自來水耗量應有詳細記錄。對進、出水水質、好氧污泥指標、 厭氧活性污泥指標、 脫水污泥指標、 沼氣成分等應有足夠的分析數據,便于提高污水處理的質量 。


6.厭氧池、缺氧池、好氧池有什么區別?

好氧池就是通過曝氣等措施維持水中溶解氧含量在4mg/l左右,適宜好氧微生物生長繁殖,從而處理水中污染物質的構筑物;

厭氧池就是不做曝氣,污染物濃度高,因為分解消耗溶解氧使得水體內幾乎無溶解氧,適宜厭氧微生物活動從而處理水中污染物的構筑物;

缺氧池是曝氣不足或者無曝氣但污染物含量較低,適宜好氧和兼氧微生物生活的構筑物。不同的氧環境有不同的微生物群,微生物也會在環境改變的時候改變行為,從而達到去除不同的污染物質的目的。

酸化池中的反應是厭氧反應的一部分。厭氧罐是沒有溶解氧和硝酸鹽的反應罐。缺氧池是指沒有溶解氧但沒有硝酸鹽的反應罐。
酸化池水解、酸化、乙酸生產、甲烷烷基化限制、ph值降低現象。工藝簡單,操作方便,能去除部分鱈魚。目的提高厭氧池的生化性能;水解、酸化、乙酸生產、甲烷同步。需要調整ph值,不易操作控制,去除大部分鱈魚。目的是清除鱈魚。
缺氧細胞水解反應,在反硝化過程中,pH值升高。在脫氮過程中,主要發揮反硝化作用,即去除硝態氮,同時去除部分BOD。它還具有水解作用,提高了生物降解性。
水解酸化池不設曝氣裝置,停留時間可控,再水解酸化階段可控,無厭氧產氣階段,前兩階段COD去除率不高。由于他的目的僅僅是將大分子轉化為小的有機化合物,一般的去除率在20%左右,而產氣階段的COD去除率一般在40%左右,但這是要脫臭的硫化氫氣體。達到產氣階段的停留時間比前兩個階段長,即應出現厭氧狀態。缺氧池應設置曝氣裝置,溶解氧應控制在0.3~0.8 mg/L,廢水中的有機物應由兼性微生物和生物膜降解,氧化池中的曝氣器應慎重選擇,在保證氧氣供應的同時,必須保證其有利于生物膜的脫落和更新。一般情況下,微孔曝氣器不能作為池底的曝氣器。
好氧池是指通過曝氣等措施使水中溶解氧含量保持在4 mg/l左右,適合于好氧微生物的生長繁殖,從而處理水中污染物的結構。厭氧池是一種不曝氣、污染物濃度高的結構,由于溶解氧的分解和消耗,使得水中幾乎沒有溶解氧,適合厭氧微生物的活動來處理水中的污染物。缺氧池是一種曝氣不足或不曝氣但污染物含量低的結構,適用于好氧微生物和好氧微生物的生活。不同的氧氣環境有不同的微生物區系,當環境發生變化時,微生物會改變其行為,從而達到去除不同污染物的目的。
好氧池的作用是使活性污泥有氧呼吸,使有機物進一步分解為無機物。去除污染物的功能。搞好運行是控制微生物的含氧量和其他要求,使微生物能有氧呼吸,效益最大。
厭氧處理是利用厭氧細菌從廢水中去除有機物,通常需要很長時間。厭氧過程可分為水解、酸化和甲烷。
綜上所述,厭氧池、缺氧池和好氧池與溶解氧是不同的。好氧池的作用是為污水創造高溶解氧狀態,促進污水的好氧反應。對污水中大部分COD、氨氮等有機物的去除也是AO工藝的核心



7.污水中氮元素的五種形式,你分得清楚嗎?

目前,國標針對水質中氮的分析主要分總氮、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮5個方面。

01總氮

總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量(通常測定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無機銨鹽、溶解態氨幾大部分有機含氮化合物中氮的總和)。可溶性總氮是指水中可溶性及含可過濾性固體(小于0.45μm顆粒物)的含氮量。總氮是衡量水質的重要指標之一。

總氮的測定方法,一是采用分別測定有機氮和無機氮化合物(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)后加和的辦法。二是以過硫酸鉀氧化,使有機氮和無機氮轉變為硝酸鹽后,通過離子選擇電極法對溶液中的硝酸根離子進行測量,也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后,用偶氮比色法,以及離子色譜法進行測定。

02氨氮

氨氮是指游離氨(或稱非離子氨,NH3)或離子氨(NH4+)形態存在的氨。pH較高,游離氨的比例較高;反之,銨鹽的比例高。

氨氮是水體中的營養素,可導致水富營養化現象產生,是水體中的主要耗氧污染物,對魚類及某些水生生物有毒害。

氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨,其毒性比銨鹽大幾十倍,并隨堿性的增強而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關系,一般情況,pH值及水溫愈高,毒性愈強

常用來測定氨的兩個近似靈敏度的比色方法是經典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法;滴定法和電極法也常用來測定氨;當氨氮含量高時,也可采用蒸餾-滴定法。(國標有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法)

03硝酸鹽氮水中硝酸鹽是在有氧條件下,各種形態含氮化合物中最穩定的氮化合物,通常用以表示含氮有機物無機化作用最終階段的分解產物。當水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機或無機的氮化合物時,認為有機氮化合物分解完全。如果水中含有較多量的硝酸鹽同時含有其他含氮化合物時,則表示有污染物已經進入水系,水的“自凈”作用尚在進行。

硝酸鹽氮的測定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法

其中電極法測量方便,范圍寬,而且價格便宜,對水樣要求較低;

酚二磺酸分光光度法測量范圍寬,顯色穩定;

鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測定;

戴氏合金換元法適用于污染嚴重并帶深色水樣;

離子色譜法需要專用儀器,但可于其他陰離子聯合測定。

04亞硝酸鹽氮

亞硝酸鹽是氮循環的中間產物。亞硝態氮不穩定,可以氧化成硝酸鹽氮,也可以還原成氨氮。因此,在測定其含量的同時,并了解水中硝酸鹽和氨的含量,則可以判斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈情況。

水中亞硝酸鹽的測定方法通常采用重氮-偶聯反應,使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強。重氮試劑選用對氨基苯磺酰胺和對氨基苯磺酸,偶聯試劑為N-(1-萘基)-乙二胺和α-萘胺(有毒),N-(1-萘基)-乙二胺用得較多。

亞硝酸鹽氮的測定方法有N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。(國標采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等)

05凱氏氮

凱氏氮是以凱氏法測得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉化為銨鹽而測定的有機氮化合物。此類有機氮主要指蛋白質、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的,氮為負三價的有機氮化合物。不包括疊氮化合物、聯氮、偶氮、腙、硝酸鹽、腈、硝基、亞硝基、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機化合物多為前者,因此,在測定凱氏氮和氨氮后,其差值即稱之為有機氮。

測定原理是加入硫酸加熱消解,使有機物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉變為硫酸氫銨,消解后的液體,使呈堿性蒸餾出氨,吸收于硼酸溶液,然后以滴定法或光度法測定氨含量。

測定凱氏氮或有機氮,主要是為了了解水體受污染狀況,尤其在評價湖泊和水庫的富營養化時,是個有意義的指標。




8.厭氧工程調試手冊


手冊包括有以下7個內容


厭氧生物反應概述;厭氧技術優勢和不足;反應機理;厭氧反應器類型;厭氧反應器工藝控制條件;啟動方式;運行管理;問題及解決措施;


手冊適用于厭氧反應器操作人員、污水站技工、化驗人員和管理人員,亦可供相關人員參考。


厭氧反應概述


利用微生物生命過程中的代謝活動,將有機物分解為簡單無機物,從而去除水中有機物污染的過程,稱為廢水的生物處理。環保小蜜蜂,根據代謝過程對氧的需求,微生物又分為好氧、厭氧和介于兩者間的兼性微生物。


厭氧生物處理就是利用厭氧微生物的代謝過程,在無需提供氧的情況下,把有機物轉化為無機物和少量的細胞物質,這些無機物包括大量的生物氣(即沼氣)和水。


厭氧是一種低成本廢水處理技術,把廢水治理和能源相結合,特別適合發展中國家使用。


厭氣處理技術的優勢和不足


1.優勢


1.可作為環境保護、能源回收和生態良性循環結合系統的技術,具有良好的社會、經濟、環境效益。


2.耗能少,運行費低,對中等以上(1500mg/L)濃度廢水費用僅為好氧工藝1/3.


3.回收能源,理論上講1kgCOD可產生純甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3),高于天然氣(3.93×10-1J/m3)。以日排10tCOD工廠為例,按COD去除80%,甲烷為理論值80%計算,日產沼氣2240m3,相當于2500m3天然氣或3.85t煤,可發電5400Kwh.


4.設備負荷高、占地少。


5.剩余污泥少,僅相當于好氧工藝1/6~1/10.


6.對N、P等營養物需求低,好氧工藝要求C:N:P=100:5:1,厭氧工藝為C:N:P=(350-500):5:1。


7.可直接處理高濃有機廢水,不需稀釋。


8.厭氧菌可在中止供水和營養條件下,保留生物活性和沉泥性一年,適合間斷和季節性運行。


9.系統靈活,設備簡單,易于制作管理,規模可大可小。


2.厭氧不足


1.出水污染濃度高于好氧,一般不能達標;


2.對有毒性物質敏感;


3.初次啟動緩慢,最少需8-12周以上方能轉入正常水平。


反應機理


厭氧反應過程是對復雜物質環保小蜜蜂(指高分子有機物以懸浮物和膠體形式存在于水中)生物降解的復雜的生態系統。


其反應過程可分為四個階段:


1.水解階段——被細菌胞外酶分解成小分子。例如:纖維素被纖維酶水解為纖維二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解為麥牙糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白酶水解為短肽和氨基酸等,這些小分子的水解產物能被溶解于水,并透過細胞為細胞所利用。


2.發酵階段——小分子的化合物在發酵菌(即酸化菌)的細胞內轉化為更為簡單的化合物,并分泌到細胞外。環保小蜜蜂這一階段主要產物為揮發性脂肪酸(VFA)醇類、乳酸、CO2、氫、氨、硫化氫等。


3.產酸階段——上一階段產物被進一步轉化為乙酸、氫、碳酸以及新的細胞物質。


4.產甲烷階段——在這一階段乙酸、氫、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳和新細胞物質。


原理如下:


a.水解階段——含有蛋白質水解、碳水化合物水解和脂類水解。


b.發酵酸化階段——包括氨基酸和糖類的厭氧氧化,以及較高級脂肪酸與醇類的厭氧氧化。


c.產乙酸階段——含有從中間產物中形成乙酸和氧氣,以及氫氣和二氧化碳形成乙酸。


d.產甲烷階段——包括從乙酸形成甲烷,以及從氧、二氧化碳形成甲烷。廢水中有硫酸鹽時,還會有硫酸鹽還原過程,如虛線所示。


厭氧反應器類型


1.普通厭氧反應池


2.厭氧接觸工藝


3.升流厭氧污泥庫(UASB)反應器


4.厭氧顆粒污泥膨脹庫(EGSR)


5.厭氧濾料(AF)


6.厭氧流化庫反應器


7.厭氧折流反應器(ABR)


8.厭氧生物轉盤


9.厭氧混臺反應器等


厭氧反應的工藝控制條件


1.溫度


按三種不同嗜溫厭氧菌(嗜溫5-20℃嗜溫20-42℃嗜溫42-75℃)工程上分為低溫厭氧(15-20℃)、中溫厭氧(30-35℃)、高溫厭氧(50-55℃)三種。


溫度對厭氧反應尤為重要,當溫度低于最優下限溫度時,每下降1℃,效率下降11%。在上述范圍,溫度在1-3℃的微小波動,對厭氧反應影響不明顯,但溫度變化過大(急速變化),則會使污泥活力下降,度產生酸積累等問題。


2.PH


厭氧水解酸化工藝,對PH要求范圍較松,即產酸菌的PH應控制4-7℃范圍內;完全厭氧反應則應嚴格控制PH,即產甲烷反應控制范圍6.5-8.0,最佳范圍為6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。


3.氧化還原電位


水解階段氧化還原電位為-100~+100mv,產甲烷階段的最優氧化還原電位為-150~-400mv。因此,應控制進水帶入的氧的含量,不能因以對厭氧反應器造成不利影響。


4.營養物


厭氧反應池營養物比例為C:N:P=(350-500):5:1。


5.有毒有害物


抑制和影響厭氧反應的有害物有三種:


1.無機物:有氨、無機硫化物、鹽類、重金屬等,特別硫酸鹽和硫化物抑制作用最為嚴重;


2.有機化合物:非極性有機化合物,含揮發性脂肪酸(VFA)、非極性酚化合物、單寧類化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五類。


3.生物異型化合物,含氯化烴、甲醛、氰化物、洗滌劑、抗菌素等。


6.工藝技術參數


1.水力停留時間:HRT


2.有機負荷


3.污泥負荷


厭氧反應器啟動


1.接種污泥


有顆粒污泥時,接種污泥數量大小10-15%.當沒有現成的污泥時,應用最多的是污水處理廠污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于顆粒污泥形成。


沒有消化污泥和顆粒污泥時,化糞池污泥、新鮮牛糞、豬糞及其它家畜糞便都可利用作菌種,,也可用腐敗污泥和魚塘底泥作接種污泥,但啟動周期較長。


污泥接種濃度至少不低10Kg·VSS/m3反應器容積,但接種污泥填充量不大于反應器容積60%。污泥接種中應防止無機污泥、砂以及不可消化的其它物進入厭氧反應器內。


2.接種污泥啟動


啟動分以下三個階段進行:


1.起始階段——反應池負荷從0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥負荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS·d開始。進入厭氧池消化降解廢水的混合液濃度不大于COD5000mg/L,并按要求控制進水,最低的COD負荷為1000mg/L。進液濃度不符合應進行稀釋。


進液時不要刻意嚴格控制所有工藝參數,但應特別注意乙酸濃度,應保持在1000mg/L以下。進液采用間斷沖擊形式,即每3~4小時一次,每次5-10min,之后逐步減斷間隔時間至1小時,每次進液時間逐步增長20~30min。起始階段,進水間隔時間過長時,則應每隔1小時開動泵對污泥攪拌一次,每次3~5min。


2.啟動第二階段——當反應器容積負荷上升到2-5kgCOD/m3d時,這一階段洗出污泥量增大,顆粒污泥開始產生。一般講,從第一段到第二段要40d時間,此時容積負荷大約為設計負荷的50%。


3.啟動的第三階段——從容積負荷50%上升到100%,采用逐步增加進料數量和縮短進料間斷時間來實現。衡量能否獲進料量和縮短進料時間的化驗指標定控制發揮性脂肪酸VFA不大于500mg/L,當VFA超過500-1000mg/L,厭氧反應器呈現酸化狀態,超過1000mg/L則表明已經酸化,需立即采取措施停止進料,進行菌種馴化。一般來講第二段到第三段也需30-40d時間。


3.啟動的要點


1.啟動一定要逐步進行,留有充裕的時間,并不能期望很短時間進入加料運行達到厭氧降解的目標。


因為啟動實際上是使細菌從休眠狀態恢復,即活化的過程。啟動中細菌選擇、馴化、增殖過程都在進行,原厭氧污泥中濃度較低的甲烷菌的增長速度相對于產酸菌要慢的多。因此,這時負荷一般不能高,時間不能短,每次進料要少,間隔時間要長。


2.混合進液濃度一定要控制在較低水平,一般COD濃度為1000-5000mg/L,環保小蜜蜂,當超過5000mg/L,應進行出水循環和加水稀釋至要求。


3.若混合液中亞硫酸鹽濃度大于200mg/L時,則亦應稀釋至100mg/L以下才能進液。


4.負荷增加操作方式:啟動初期容積負荷可從0.2-0.5kgCOD/m3·d開始,當生物降解能力達到80%以上時,再逐步加大。


若最低負荷進料,厭氧過程仍不正常COD不能消化,則進料間斷時間應延長24h或2-3d,檢查消化降解的主要指標測量VFA濃度,啟動階段VFA應保持在3mmoL/L以下。


5.當容積負荷走到2.0kgCOD/m3d后,每次進料負荷可增大,但最大不超過20%,只有當進料增大,而VFA濃度且維持不變,或仍維持在<3mmoL/L水平時,進料量才能不斷增大進液間隔才能不斷減少。


9.厭氧顆粒污泥中的微生物種群及分布情況

分顆粒污泥本質上是多種微生物的聚集體,主要由厭氧消化生物組成。顆粒污泥中參與解復雜有機體、生成甲烷的厭氧細菌可分為三類,主要是水解發酵細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌。水解發酵細菌的作用是對有機物體進行最初的分解。生成有機酸和乙醇;產氫產乙醇對有機酸和乙醇做進一步的分解利用,并代謝產生H2和乙酸;產甲烷菌則將H2、CO2、乙醇以及其他一些化合物轉化成甲烷。在顆粒污泥中,他們首先各自以菌落的形式生長繁殖,之后逐漸相互交融,形成了混棲菌落中,菌與菌之間的相互接觸十分緊密而且排列有序,這種結構十分有利于種間氫的轉移和營養物質的傳遞、吸收及代謝,從而形成了一個互惠互利、互營共生的微生態系統。觀察表明,厭氧顆粒污泥的形成時間上是不同類型的微生物在廢水處理過程中自我固定化的過程。在各菌群的生長繁殖過程中,各菌體本身所產生的胞外粘液物質將不同的菌體粘連起來并相互交融,絲狀菌則穿插其中,對顆粒的形成起到纏繞和堅固作用。由此,不同類型的細菌的細菌種群在污泥顆粒內外組成了互生或共生體系,使污泥顆粒內外組成了互生或共生體系,是污泥顆粒形成了一個微生態系統。在此系統中,有利于形成多種細菌共同生長的生化條件,有利于細菌對有機物的降解。



產甲烷菌和產乙酸菌是厭氧顆粒污泥中的優勢菌種,產乙酸菌和產甲烷菌并不是單獨分布在各自的菌落中的,而是在同一菌落中錯落中錯落的呈“格子狀”分布。Harada發現各種微生物種群有各自不同的分布區域:水解菌和產酸菌分布在顆粒污泥的外圍,而產甲烷絲狀菌則在顆粒內部居多。目前,對顆粒污泥中微生物相的研究大部分集中在甲烷菌上,對其他兩類細菌的研究不多。

Wu等發現在處理主要含乙醇、丙酸、乙酸,及少量硫酸鹽的釀酒廢水的UASB反應器中形成的厭氧顆粒污泥中主要含有產乙酸菌,甲烷絲菌、甲烷桿菌、同時也有硫酸鹽還原菌存在,在研究該SRB在基質降解及甲烷產生過程中所起到的作用是發現,該SRB在乙醇及丙酸的降解過程中起主要作用,而在乙酸及中間代謝產物如甲酸、H2的代謝中所起作用很小。他們主要是通過產甲烷菌來完成的。


10.活性污泥的培養步驟和注意事項

活性污泥(activesludge)是微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱,1912年由英國的克拉克(Clark)和蓋奇(Gage)發現,活性污泥可分為好氧活性污泥厭氧顆粒活性污泥,活性污泥主要用來處理污廢水。活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機污水的一類好氧處理方法活性污泥中復雜的微生物與廢水中的有機營養物形成了復雜的食物鏈。最先擔當凈化任務的是異氧菌和腐生性真菌,細菌特別是球狀細菌起著最關鍵的作用,優良運轉的活性污泥,是以絲狀菌為骨架由球狀菌組成的菌膠團。沉降性好,隨著活性污泥的正常運行,細菌大量繁殖,開始生長原生動物,是細菌一次捕食者。活性污泥常見的原生動物有鞭毛蟲、肉毛蟲、纖毛蟲和吸管蟲。活性污泥成熟時固著型的纖毛蟲、鐘蟲占優勢;后生動物是細菌的二次捕食者,如輪蟲、線蟲等只能在溶解氧充足時才出現,所以當出現后生動物時說明處理水質好轉標志。其性能指標包括:混合液懸浮固體(MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指數[污泥體積指數(SVI),污泥密度指數(SDI)。

怎樣培養水處理段的活性污泥

污水處理廠在單體試車初步驗收和聯動試車的基礎上。進水的污水水質、水量能滿足初步運行的要求,即可進行投產試運行。首先要培養活性污泥,一般直接通污水進行培養。將城市污水引人曝氣池后暫停進水,進行曝氣。在水溫、氣溫都合適情況下1~2天就會出現絮狀物,這時可少量連續進水,也可間歇進水,連續曝氣。連續曝氣一周后,通過顯微鏡檢查到菌膠團長勢良好后即可由少到大逐漸增加進水到設計量,投入試運行。如果營養不足可加人一些糞便、食品加工業的含氮磷豐富的廢液,以及飯店的米泔水等以增快培養的速度。還要注意在培養菌的初期,由于好氧細菌沒大量形成,應控制曝氣量,避免好氧細菌老化。

怎樣培養污泥處理段的厭氧污泥

大中型污水處理廠一般在水處理段正常后,有足夠的剩余污泥后,再培養厭氧污泥比較有利。先將消化池內充滿二級出水,投入其它消化池的厭氧污泥菌種,或接入水處理段的剩余污泥。在消化污泥來源缺乏的地方也可用人糞、牛糞、豬裝、酒糟、剩余的淀粉等有機廢物稀釋到含固率為1%~3%投入硝化池。培養消化污泥菌時,必須控制pH值和有機物投配負荷,PH值應保持在6.4~7.8之間。有機負荷控制在0.5kgVSS/(m3˙d)之下。投配負荷過高,會導致揮發性脂肪酸大量積累,PH值降低,使酸衰退階段太長,從而延長培養時間。充分攪拌消化池內的混合污泥。中溫消化要保持消化池內的水溫在35℃士2°C,邊進泥邊加熱,待加至所需溫度及混位后,暫停進泥。待厭氧消化產氣正常后可逐新增加投泥量,直至到正常加泥。每日分析沼氣成分,所需數據正常時,取樣品進行點火試驗,(注意防火、防爆)然后才可正式進行沼氣利用工作。

試運行期間應注意什么

當活性污泥培養成功后,污水處理廠即可投產試運行。試運行的水量可根據來水情況安排。一般開始試運行時按照設計量的一半運行,待正常時再投入另一半試運行。試運行期間為了確定最佳工藝運行條件主要作為變量考慮的因素有污水的溫度、pH、電導率、曝氣池中的溶解氧和污泥濃度、消化池內泥溫、pH値、加熱污泥系統的運行情況、沼氣柜的運行情況、脫水機的運行狀況。活性污泥法的重要參數BOD5、CODcr、MLSS、MLVSS、氨氮、總磷等需要化驗室每天監測,用以調整工藝參數。SV、SVI、顯微鏡檢査,每天可根據實際需要多次檢測,隨時調整工藝。污水處理、污泥處理在試運行階段控制、調整應以培養、馴化污泥為主,切實做好控制、觀察、記錄和分析檢驗工作,對污水處理量、污泥處理量、污泥產量、沼氣產量、藥劑耗量、生產電耗量、自來水耗量應有詳細記錄。對進、出水水質、好氧污泥指標、厭氧活性污泥指標、脫水污泥指標、沼氣成分等應有足夠的分析數據,便于提高污水處理的質量。



11.污水除磷加藥位置,你做對了嗎?

工業污水中的磷主要來源于原材料的磷化物。同時,生活中含磷洗滌劑的大量使用也會使生活污水中的磷含量增加。此外,其他行業如化工、造紙、醫藥等行業排放的廢水常含有有機磷化合物。那么對于有沒有一種方法能適用各個行業的磷超標呢?好學的我針對這個問題特意請教了我們的工程師答案就是:“用化學法除磷!”同時,工程師也詳細說了,化學除磷是通過化學沉淀過程完成的。化學沉淀是指通過向污水中投加藥劑。但是投加除磷劑沉淀的位置也是有講究的,實際中常采用的有:前沉淀、同步沉淀和后沉淀。

1、前沉淀

在沉淀池前投加金屬沉淀劑到原水中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。

相應產生的沉淀產物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉淀池中通過沉淀而被分離。

如果生物段采用的是生物濾池,則不允許使用Fe2+藥劑,以防止對填料產生危害(產生黃銹)。

前沉淀工藝適合于現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施),因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷,  而且可以減少生物處理設施的負荷。

2、同步沉淀

同步沉淀是使用較為廣泛的,其是將除磷劑投加在曝氣池出水或二次沉淀池進水中,個別情況也有將除磷劑投加在曝氣池進水或回流污泥渠(管)中。

目前很多污水廠都采用同步沉淀,加藥對活性污泥的影響比較小。

3、后沉淀

將沉淀、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行的方法則是后沉淀。

向出水中投加除磷劑,一般將除磷劑投加到二次沉淀池后的一個混合池中,之后混合沉淀。并在其后設置絮凝池和沉淀池(或氣浮池)。

對于要求不嚴的受納水體,在后沉淀工藝中可采用石灰乳液藥劑,但必須對出水pH值加以控制,比如采用沼氣中的二氧化碳進行中和。

采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷,但因為需恒定供應空氣而運轉費用較高。