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弘偉環境:干貨總結-污水處理生物法工藝

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一、生物法之好氧法

1、活性污泥法

具有投資相對較低、處理效果較好等優點。該技術將廢水與活性污泥(微生物)混合攪拌并曝氣,使印染廢水中的有機污染物分解,生物固體隨后從已處理廢水中分離,并可根據需要將部分回流到曝氣池中?;钚晕勰嗉饶芊纸獯罅康挠袡C物質,又能去除部分色度,還可以微調pH值,運轉效率高且費用低,出水水質較好,適合處理有機物含量較高的印染廢水。

2、SBR法

序批式活性污泥法(SBR)是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥廢水處理技術。該技術具有時間上的推流作用和空間上的完全混合兩個優點,使其成為處理難降解有機物極具潛力的工藝。彭若夢等采用SBR工藝處理印染廢水,在進水COD在800mg/L,pH在8.0左右的情況下,COD的去除率在50%~90%。

3、生物膜法

生物膜法是通過生長在填料如濾料、盤面等表面的生物膜來處理廢水的方法,該法對印染廢水的脫色作用較活性污泥法高。生物膜法在印染廢水處理中有較多的形式,主要包括接觸氧化法和生物濾池。由于印染廢水的高濃度、難降解特性,決定了單純的生物膜法在處理印染廢水中很難達到滿意的處理效果。目前生物膜法的發展主要有3個方面:

(1)在填料的改進方面,主要是利用填料強大的比表面積,將有機污染物吸附在填料表面,從而延長了有機物在反應池中的停留時間,最終達到降解的目的;

(2)復合式生物膜處理工藝的處理效果明顯優于單個的生物膜處理工藝,因為單個的生物膜處理工藝一方面受到反應容器體積大小和填料吸附能力的限制,不可能無節制地延長有機物的HRT,另一方面,印染廢水中有機物成分復雜且難降解,往往需要多種生存環境的微生物共同作用才能去除,而且單個的生物膜處理工藝的生態系統比較單一,很難同時存在能夠降解廢水中所有有機物的微生物,甚至有可能生成更難降解、有毒的二次污染物,因此,應發展復合式生物膜處理工藝;

(3)與物化處理工藝相結合,利用物化法提高有機物的可生化性,如利用電化學方法將含有苯環類的有機污染物中的苯環開環等。

4、生物接觸氧化法

該法是從生物膜法派生出來的,兼具活性污泥和生物膜兩者的優點。廢水與生物膜相接觸,生物膜由菌膠團、絲狀菌、真菌、原生動物和后生動物組成,在有氧的條件下,生物膜吸附廢水中的有機物,有機物被微生物氧化分解,可使廢水得到凈化,因其具有容積負荷小、占地少、污泥少、不產生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、可降解特殊有機物的專性微生物等特點,近年來在印染工業廢水中廣泛采用。

5、MBR工藝

MBR又稱膜生物反應器,是一種由活性污泥法與膜分離技術相結合的新型水處理技術。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜);按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。

在MBR工藝中,膜分離組件可以提高某些專性菌的濃度活性,還可以截留大分子難降解物質;還可以在處理廢水的同時回收化工原料;處理后排除的部分水能達到回用水的標準。同幟等設計的厭氧-好氧(A/O)MBR處理印染廢水時發現,停留時間長短,對去除率有較大影響。停留時間長,去除率相對較高,但也不能過長,否則會引起污泥濃度(MLSS)的降低。

二、生物法之厭氧法


1、厭氧生物濾池

厭氧生物濾池的構造與浸沒式好氧生物濾池相似,但池頂密封。濾池中厭氧微生物濃度較高,生物固體平均停留時間可長達150d左右。厭氧生物濾池的運行效果受溫度影響大,不同溫度下厭氧生物濾池的容積負荷相差較大,大多數厭氧生物濾池在中溫(35℃±3℃)條件下運行。

李亞新等采用塑料孔板波紋填料厭氧生物濾池處理印染廢水。研究結果表明,該厭氧生物濾池啟動期短,出水水質穩定,耐沖擊負荷能力強。水力停留時間(HRT)是影響處理效果的主要運行參數。在35℃條件下,HRT=18.3h、負荷為0.5~2.0kgCOI)/m3·d、進水COD為206~2225mg/L、色度為125—1250倍時,COD去除率70%一86.6%、色度去除率為60%一84%、PVA的去除率為40%~87%。

2、UASB反應器

上流式厭氧污泥床(UASB)反應器是在升流式厭氧生物濾池的基礎上發展起來的一種高效厭氧生物反應器,主要由進水配水系統、反應區、三相分離器、出水系統和排泥系統組成。

以生產性針織印染廢水為基質,將7種高效脫色菌及紫色非硫光合細菌固定在活性污泥載體上,投加至UASB+AF反應器中,在常溫下啟動成功,培養出顆粒污泥。培養條件:水溫20—30℃,pH值7.2~7.5;水力停留時間(HRT)由31h縮短至10h;UASB反應器容積負荷0.5~5.0kgCOD/(m3·d);其色度去除率90%以上,COD去除率90%以上。

3、ABR反應器

厭氧折流板式(ABR)反應器運用擋板構造,在反應器內形成多個獨立的反應器,實現了分相多階段缺氧,其流態以推流為主;具有不斷流,不堵塞,無需攪拌和易啟動的特點。自20世紀80年代初誕生以來,提高它的性能或者處理某類特別難降解的廢水一直是其研究的重點。

采用ABR反應器對印染廢水進行預處理,以改善其可生化性,為生物處理創造有利條件。主要研究ABR預處理印染廢水的影響因素,包括pH值、HRT和污泥形態等。運行結果以及實驗數據表明,HRT在6—12h,pH值為7,污泥質量濃度為12~15g/L時,處理效果最佳。

4、厭氧流化床

厭氧流化床(AFB)反應器具有接觸充分、水力停留時間短、不易堵塞、負荷高、占地少等特點。由于在較高的廢水和氣體的流速下產生混合作用,使得該反應器可以保持較高的負荷和去除率。

采用脈沖循環流化床與物化沉淀池的組合工藝對印染廢水進行處理。工程規模為5000m3/d,處理前COD為800~1200mg/L、BOD5為200~300mg/L、懸浮物(SS)150—200mg/L、pH值8~10、色度300~800倍。處理后COD為92mg/L、pH7.5、色度15倍,達到《污水綜合排放標準》的一級標準。

5、IC反應器

厭氧內循環(IC)反應器由第一反應室和第二反應室疊加而成,每個反應室的頂部各設一個集氣罩和水封組成的三相分離器,如同兩個UASB反應器上下疊加串聯。具有容積負荷率高、占地面積少、抗沖擊負荷能力強、出水的穩定性高的工藝特征。

研究IC反應器處理印染廢水的啟動、運行及其處理效果。結果表明,IC反應器在12~15d出現內循環,到25~33d全為印染廢水并逐漸提高到較高負荷時,仍有較高的COD去除效率。全為印染廢水時,COD去除率仍能達到80%左右。對色度也有一定的去除率,可達70%以上。

6、水解酸化處理

工程上厭氧發酵產生沼氣的的過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段等三個階段。水解酸化工藝是把反應控制在第二階段完成之前,不進入第三階段。在水解反應器中實際完成水解和酸化兩個過程。在以往的研究中發現采用水解反應器,可以短的停留時間(HRT=2.5h)和相對高的水力負荷下(>1.0m3/(m2·h))獲得較高的懸浮物去除率(平均85%的SS去除率),還可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性,以利于好氧后處理工藝。但是,該工藝的COD去除率相對較低,僅有40%~50%,并且溶解性COD去除率很低,實際上只能起到預酸化作用。

采用混凝沉淀-水解酸化-好氧工藝處理印染廢水。通過工程實踐表明,此組合工藝處理印染廢水可獲得較好的處理效果,出水水質各項指標達到了行業排放標準中的二級標準。運行結果表明,COD平均去除率為81.2%,色度平均去除率為83.3%,該工藝二次沉池中部分污泥回流到水解酸化池,保證了水解酸化池內具有一定的污泥濃度,從而提高了去除率。

三、生物法之厭氧-好氧組合

傳統的好氧和厭氧生物處理法已不能滿足印染行業的需求,進而產生了厭氧-好氧組合生物處理技術,充分利用了厭氧和好氧生物處理技術的優點,厭氧-好氧系統中的厭氧段具有雙重的作用:一是對廢水進行預處理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有機物;二是對系統的剩余污泥進行消化。例如如下三種工藝:厭氧-好氧-生物炭接觸工藝、厭氧-好氧生物轉盤工藝和水解酸化-好氧工藝。

厭氧-好氧-生物炭接觸:對于CODCr為800~1000mg/L的印染廢水,使用該處理工藝,處理效果完全可以達到國家排放標準,再稍加進一步處理還可回用,系統的污泥趨于自身平衡。目前已有多家生產廠采用該流程,運轉時間最長的達5年以上,處理效果穩定,而且從未外排污泥,也沒發現厭氧池內污泥過度增長。

厭氧-好氧生物轉盤:該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置,整個系統的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉盤。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當投加微量絮凝劑,測得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。

水解酸化-好氧工藝:水解酸化與好氧法結合的厭氧處理已不是傳統 的厭氧消化,水力停留時間一般為3~5 h,只發生 水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對 印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質,期望 他們在厭氧段發生水解、酸化,變成較小的分子, 從而改善廢水的可生化性,為好氧處理創造條件, 并能較好地解決PVA、染料的處理問題。

2020年9月21日 09:27
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