詳細(xì)介紹
永州市IC厭氧反應(yīng)器
厭氧污水處理工藝的基建投資一般情況下比氧化溝和 SBR 工藝高,但隨著規(guī)模的增大,氧化溝和 SBR 的基建費(fèi)也成倍增加,而常規(guī)活性污泥法的投資則以較小的比例增加,兩者的差距越來(lái)越小。當(dāng)污水達(dá)到一定規(guī)模后,常規(guī)活性污泥法的投資比氧化溝與 SBR 還省,所以,污水規(guī)模越大,常規(guī)活性污泥法的就越大。常規(guī)活性污泥法、A/O和A2/O法的主要缺特點(diǎn)是處理單元多,操作管理復(fù)雜,別是污泥厭氧消化要求高水平的管理,消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣是可燃易爆氣體,更要求安操作,這些都增加了管理的難度。但由于大型污水背靠大城市,技術(shù)力量強(qiáng),管理水平較高,能滿足這種要求,因而常規(guī)活性污泥法的缺特點(diǎn)不會(huì)成為限制使用的因素。
與污水的好氧生物處理工藝相比,污水的厭氧生物處理工藝具以下主要優(yōu)點(diǎn):
①大量降低能耗,而且還可以回收生物能(沼氣);
厭氧生物處理工藝中沒(méi)為微生物提供氧氣的鼓風(fēng)曝氣裝置,可以降低大量的能耗。在大量去除機(jī)物的同時(shí),厭氧處理工藝還會(huì)伴大量沼氣產(chǎn)生。而沼氣中的甲烷是一種可以燃燒的氣體,具很高的利用價(jià)值,可以直接用于鍋爐燃燒或發(fā)電;
②污泥產(chǎn)量很低;
由于污水中大部分機(jī)污染物在厭氧生物處理過(guò)程中被轉(zhuǎn)化為沼氣——甲烷和二氧化碳,而用于細(xì)胞合成的機(jī)物相對(duì)較少;同時(shí),微生物增殖速率好氧工藝要比厭氧高很多,產(chǎn)酸菌的產(chǎn)率Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD,產(chǎn)甲烷菌的產(chǎn)率Y為0.03kgVSS/kgCOD左右,而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6kgVSS/kgCOD。
③厭氧可以對(duì)好氧微生物不能降解的一些機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解;因此,對(duì)于污水中含難降解機(jī)物質(zhì)時(shí),利用厭氧工藝進(jìn)行處理后的效果更好一些,或者也可以將厭氧工藝作作為提高污水可生化性預(yù)處理工藝,為后續(xù)好氧處理工藝提供基礎(chǔ)。
厭氧生物處理的三個(gè)階段
理論研究認(rèn)為三個(gè)階段,即厭氧消化過(guò)程分為水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段、產(chǎn)甲烷階段三部分。
水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段又可合稱為酸性發(fā)酵階段。在這個(gè)階段,污水中的復(fù)雜機(jī)物,在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的下,分解成簡(jiǎn)單的機(jī)物,如機(jī)酸,醇類等,以及CO2、NH3和H2S等機(jī)物。由于機(jī)酸的積累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于機(jī)酸和含氮化合物的分解,產(chǎn)生碳酸鹽和氨等使酸性減退,pH值回升到6.6~6.8左右。
⑴ 水解酸化階段。污水中復(fù)雜的大分子、不溶性的機(jī)物在細(xì)胞外酶的下水解為小分子、溶解性機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),水解產(chǎn)生揮發(fā)性機(jī)酸、醇類及醛類等。
⑵ 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌的下,各種機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。
⑶ 產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷菌將乙酸、氫及二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。
IC與UASB在運(yùn)行上大的差別表現(xiàn)在抗沖擊負(fù)荷方面,IC可以通過(guò)內(nèi)循環(huán)自動(dòng)稀釋進(jìn)水,效了*反應(yīng)室的進(jìn)水濃度的穩(wěn)定性。其次是它需要較短的停留時(shí)間,對(duì)可生化性好的廢水的確是優(yōu)點(diǎn)。大同意因?yàn)镮C,抗沖擊負(fù)荷,容積,投資省等許多優(yōu)于UASB的優(yōu)點(diǎn),是否就應(yīng)該因此而放棄再選用UASB了呢?
IC運(yùn)行溫度的設(shè)計(jì)完和UASB一樣,在調(diào)試運(yùn)行上和UASB區(qū)別不大,只是在剛進(jìn)水調(diào)試時(shí)盡可能采用水力些,然后逐步交互提升水力、機(jī)負(fù)荷,盡可能在負(fù)荷提升過(guò)程中*反應(yīng)室上升流速大于10m/小時(shí),但大水力負(fù)荷應(yīng)控制在20m/小時(shí)以下,這樣即*反應(yīng)室污泥床的傳質(zhì)效果,也避免污泥流失.冬季進(jìn)水管道及反應(yīng)器要保溫,因?yàn)閰捬蹙鷮?duì)溫度波動(dòng)敏感,對(duì)負(fù)荷波動(dòng)適應(yīng)要相對(duì)好的多.其實(shí)IC的調(diào)試比UASB要好調(diào)的多,能調(diào)試好UASB的,應(yīng)該調(diào)試好IC沒(méi)太大問(wèn)題.不是因?yàn)樯仙魉俅螅瑫?huì)不好控制而延長(zhǎng)調(diào)試周期.IC它對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求是相對(duì)穩(wěn)定就行,它要求高的上升流速是滿足*反應(yīng)室污泥床處于膨化狀態(tài),加大傳質(zhì)效果,IC的高度較高,你不必太擔(dān)心會(huì)污泥流失,因?yàn)閮?nèi)部它兩層三相分離,更何況*反應(yīng)室產(chǎn)氣量較大,大部分沼氣被*反應(yīng)室分離收集提升到部的氣水分離氣包進(jìn)行氣與泥水的分離.二反應(yīng)室氣量少泥水更易分離沉降.若接種顆粒污泥基本一個(gè)月便可達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷是沒(méi)問(wèn)題的,絮狀污泥可能需三到五個(gè)月.
厭氧的工藝如何簡(jiǎn)單識(shí)記:
A、厭氧接觸:消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流系統(tǒng),這個(gè)與好氧工藝中的接觸氧化沒(méi)關(guān)系,莫聯(lián)想到填料上。
B、UASB:上流式厭氧污泥床反應(yīng)器,污水從下而上穿過(guò)污泥床體,但是很多UASB的布水器是位于池的,也不是UASB就沒(méi)回流。
C、UBF:就是UASB+AF,形象特點(diǎn)說(shuō)UASB上面再加上填料層。
D、EGSB:UASB拉高,做上回流,上流速度比UASB高很多,要力圖控制污泥顆粒化。
E、IC:甭管沒(méi)外回流(水泵回流),內(nèi)回流就行。
F、ABR:上下折流板。
優(yōu)點(diǎn)
IC 反應(yīng)器的構(gòu)造及其工作原理決定了其在控制厭氧處理影響因素方面比其它反應(yīng)器更具。
(1)容積:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥濃,微生物量大,且存在內(nèi)循環(huán),傳質(zhì),進(jìn)水機(jī)負(fù)荷可過(guò)普通厭氧反應(yīng)器的3倍以上。
(2)節(jié)省投資和占地面積:IC 反應(yīng)器容積負(fù)荷率高出普通UASB 反應(yīng)器3倍左右,其體積相當(dāng)于普通反應(yīng)器的1/4—1/3 左右,大大降低了反應(yīng)器的基建投資;而且IC反應(yīng)器高徑比很大(一般為4—8),所以占地面積少。
(3)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng):處理低濃度廢水(COD=2000—3000mg/L)時(shí),反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的2—3 倍;處理高濃度廢水(COD=10000—15000mg/L)時(shí),內(nèi)循環(huán)流量可達(dá)進(jìn)水量的10—20倍。大量的循環(huán)水和進(jìn)水充分混合,使原水中的害物質(zhì)得到充分稀釋,大大降低了毒物對(duì)厭氧消化過(guò)程的影響。
(4)抗低溫能力強(qiáng):溫度對(duì)厭氧消化的影響主要是對(duì)消化速率的影響。IC反應(yīng)器由于含大量的微生物,溫度對(duì)厭氧消化的影響變得不再突出和嚴(yán)重。通常IC反應(yīng)器厭氧消化可在常溫條件(20—25 ℃)下進(jìn)行,這樣減少了消化保溫的困難,節(jié)省了能量。
(5)具緩沖pH值的能力:內(nèi)循環(huán)流量相當(dāng)于1 厭氧區(qū)的出水回流,可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度,對(duì)pH值起緩沖,使反應(yīng)器內(nèi)pH值保持好的狀態(tài),同時(shí)還可減少進(jìn)水的投堿量。
(6)內(nèi)部自動(dòng)循環(huán),不必外加動(dòng)力:普通厭氧反應(yīng)器的回流是通過(guò)外部加壓實(shí)現(xiàn)的,而IC 反應(yīng)器以自身產(chǎn)生的沼氣作為提升的動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液內(nèi)循環(huán),不必設(shè)泵強(qiáng)制循環(huán),節(jié)省了動(dòng)力消耗。
(7)出水:利用二UASB串聯(lián)分厭氧處理,可以補(bǔ)償厭氧過(guò)程中K s高產(chǎn)生的不利影響。Van Lier[6]在1994年證明,反應(yīng)器分會(huì)降低出水VFA濃度,延長(zhǎng)生物停留時(shí)間,使反應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定。
(8)啟動(dòng)周期短:IC反應(yīng)器內(nèi)污泥活性高,生物增殖快,為反應(yīng)器快速啟動(dòng)提供利條件。IC反應(yīng)器啟動(dòng)周期一般為1~2個(gè)月,而普通UASB啟動(dòng)周期長(zhǎng)達(dá)4~6個(gè)月。
(9)沼氣利用價(jià)值高:反應(yīng)器產(chǎn)生的生物氣純,CH4為70%~80%,CO2為20%~30%,其它機(jī)物為1%~5%,可作為燃料加以利用
運(yùn)行管理
1.厭氧生物處理設(shè)施運(yùn)行管理應(yīng)該注意的問(wèn)題
(1) 當(dāng)被處理污水濃度較高(CODCr值大于5000mg/L)時(shí),必須采取回流的運(yùn)行方式,回流比根據(jù)具體情況確定,效的回流,不可以降低進(jìn)水濃度,還可以增大進(jìn)水量,處理設(shè)施內(nèi)的水流分布均勻,避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。回流還可以防止進(jìn)水濃度和厭氧反應(yīng)器內(nèi)pH值的劇烈波動(dòng),使厭氧反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行,也就是說(shuō)可以減少厭氧反應(yīng)對(duì)堿度的需求量,降低運(yùn)行。厭氧反應(yīng)是產(chǎn)能過(guò)程,出水溫于進(jìn)水.因此冬季氣溫低時(shí),反應(yīng)器內(nèi)的溫度恒定,盡可能使厭氧微生在其適宜溫度下活動(dòng)。
(2)-般的工業(yè)廢水溫度難以達(dá)到35℃,需要加熱(尤其在冬季)。因此,為節(jié)約加溫所需能量,一方面要注意保溫(包括采取加大回流量等措施),盡可能防止反應(yīng)器熱量散失,另一方而要充分發(fā)揮反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度較大的特點(diǎn),盡可能提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度,減弱溫度對(duì)厭氧反應(yīng)的影響。
(3)沼氣要及時(shí)效地排出。厭氧消化過(guò)程必定伴隨著沼氣的產(chǎn)生,沼氣對(duì)污泥可以起到攪拌和,促進(jìn)污水與污泥的混合接觸,這是其利的一面。同時(shí),沼氣的存在也會(huì)起到類似浮渣的,沼氣向上溢出時(shí)將部分污泥帶到液面.導(dǎo)致浮渣的產(chǎn)生和出水中懸浮物含量增加及水質(zhì)變差。因此,要設(shè)置氣體擋板和集氣罩,將沼氣從厭氧消化裝置內(nèi)引出,在出水堰附近留足夠的沉淀區(qū),以出水水質(zhì)。
(4)污泥負(fù)荷要適當(dāng)。為保持厭氧消化過(guò)程三個(gè)階段的平衡,使揮發(fā)性脂肪酸等中間產(chǎn)物的生成與消耗平衡,防止酸積累導(dǎo)致pH值下降,進(jìn)水機(jī)負(fù)荷不宜過(guò)高,一般不0.5kgCODcr/(kgMLSS•d)。可以通過(guò)提高反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度,在保持相對(duì)較低的污泥負(fù)荷條件下,獲得較高的容積負(fù)荷。一般來(lái)說(shuō),厭氧消化裝置的容積負(fù)荷都在5kg CODcr/(m3•d)以上,甚高達(dá)50kg CODcr/( m3•d)。
(5)當(dāng)被處理污水懸浮物濃度較大(一般指1000mg/L以上)時(shí),就應(yīng)當(dāng)對(duì)污水進(jìn)行沉淀、過(guò)濾、或浮選等適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,以降低進(jìn)水的懸浮物含量,防止填料層堵塞。一般AF的進(jìn)水懸浮物不過(guò)200mg/L,但如果懸浮物可以生物降解而且均勻分散在污水中,則懸浮物對(duì)AF幾乎不產(chǎn)生不利影響。
(6)要充分創(chuàng)造厭氧環(huán)境。氧是厭氧微生物正常活動(dòng)的前提,甲烷菌則必須在的厭氧環(huán)境下才能率發(fā)揮。在污水提升進(jìn)入?yún)捬跸b置、出水回流等環(huán)節(jié)都要盡可能避免與空氣的接觸,盡可能減少與空氣接觸的機(jī)會(huì)。如水流過(guò)程中盡量不要出現(xiàn)跌水、攪動(dòng)等現(xiàn)象,調(diào)節(jié)池、回流池等要加蓋封閉,污水提升不要使用氣提泵。厭氧反應(yīng)構(gòu)筑物應(yīng)經(jīng)過(guò)氣密試驗(yàn),確保嚴(yán)密滲漏。
在厭氧反應(yīng)器中,常常會(huì)用到抑制劑。抑制劑是一種用來(lái)阻滯或降低化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì),與負(fù)催化劑相同。它不能停止聚合反應(yīng),只是減緩聚合反應(yīng)。
永州市IC厭氧反應(yīng)器
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