皙全純水設備解析“零污泥排放”好氧生物處理工藝
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1.1好氧生物處理
活性污泥處理系統(tǒng)是污水處理領域應用最廣泛的處理技術之一。屠宰場廢水處理普通活性污泥處理工藝難以滿足處理要求，常見的難點有:廢水、大季節(jié)變化在艱難地滿足連續(xù)流動曝氣池對水的穩(wěn)定性要求;污泥膨脹會全年發(fā)生，純水設備而且很難控制。剩余污泥量大，含水量高，沉淀脫水性能差，污泥處置成本高;脫氮除磷效率僅為20%左右，難以滿足高氮屠宰廢水脫氮要求。針對一般活性污泥法存在的問題，開發(fā)了一些新的處理技術，并成功地應用于屠宰廢水的處理。
1.1.1順序分批活性污泥系統(tǒng)(SBR)
SBR(sequencbatchreactor)是一種簡單、高效、低消耗的污水處理工藝，廣泛應用于屠宰廢水的處理。它的主要優(yōu)點包括:
工藝簡單，無沉渣和污泥回流裝置，節(jié)省大量土地和設備。投資省，運行成本低，比一般的活性污泥法節(jié)省30%的基礎設施投資，運行成本可降低10-20%。污泥膨脹不容易，出水水質良好。其余污泥性質穩(wěn)定，易于濃縮和脫水。自動控制，反應池交替處于氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，具有較強的脫氮除磷能力?？箾_擊能力強，峰值負載在正常負載2.5倍的情況下仍能達到穩(wěn)定的處理效率。
SBR的間歇運行使其適合于處理流量變化較大甚至間歇排放的工業(yè)廢水。許多屠宰場具有水量少、間歇排放的特點。采用SBR技術不僅可以節(jié)約施工成本，純水設備而且可以靈活操作。SBR法對屠宰廢水中CODCr和BOD5的去除率分別達到80%和90%，具有較好的脫氮除磷效果。氨氮的去除率可達80% ~ 90%。在J.k. Eller等對屠宰場廢水反硝化SBR工藝的研究中，通過控制溶氧濃度，同時硝化和反硝化約50%的氮，以及控制脫氮過程以降低處理成本，提高水質具有重要意義。
隨著SBR工藝的蓬勃發(fā)展，許多SBR改進工藝被開發(fā)出來。CASS工藝在SBR反應器前部增加了一個生物選擇器，由于實現了連續(xù)進水，在屠宰廢水的處理中也得到了廣泛的應用。此工藝剩余污泥性質穩(wěn)定，產生的剩余污泥量只有傳統(tǒng)活性污泥法的60%左右。
1.1.2 AB法
AB法是生物吸附活性污泥法的簡稱，處理系統(tǒng)分為負荷截然不同的A段(AdsorptionStage)和B段(Bio-aerationStage)。A段和B段的回流系統(tǒng)嚴格分開，互不相混，形成二種不同的微生物類群。A段污泥負荷高可達2~6kgBOD5/(kgMLSS.d)，對廢水主要起生物吸附作用：而B段負荷較低，不大于0.3kgBOD5/kgMLSS.d，對廢水主要起生物氧化作用。AB法特別適用于屠宰廢水懸浮有機物濃度高、純水設備水質水量變化較大的特點，一般不設初沉池，對BOD5、CODCr、SS、P和NH3-N的去處率一般均高于常規(guī)活性污泥法，且可節(jié)省基建投資約20%、能耗15%左右。
1.1.3 氧化溝
氧化溝對水質、水溫、水量的變動有較強的適應性，污泥齡長，可以產生硝化反硝化反應，有脫氮功能。污泥產率低，污泥穩(wěn)定，勿需消化。表1給出了國外采用氧化溝工藝處理屠宰廢水的參數與除污染效果。
1.1.4 生物濾池
好氧生物膜法主要用于去除污水中溶解性有機污染物，小型生物處理系統(tǒng)采用生物膜法有節(jié)能、強化抗沖擊能力、少維護、管理簡單等優(yōu)點。研究與應用較多的是生物濾池、生物轉盤等。生物濾池曾是屠宰廢水最基本的處理方法之一，其特點是耐沖擊負荷，效果穩(wěn)定，一般采用兩級串聯運行。純水設備由于屠宰廢水中蛋白質含量很高，微生物大量繁殖易使濾池堵塞，因此濾池前需有其他預處理設施。
1.1.5 水解酸化-好氧生物處理
針對屠宰廢水中含有大量高分子有機物的特點，為提高好氧生物處理效果、縮短廢水停留時間、減少反應池容積，研究者在好氧生物處理前加入酸化處理，開發(fā)出酸化-好氧生物處理工藝[2，6，8]。酸化過程的設置將動物性復雜大分子有機物降解成小分子溶解性有機物和有機酸，為后續(xù)好氧反應器提供優(yōu)質的底物，提高了整個處理系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力和穩(wěn)定性;同時類似于消化池的固體降解過程實現了污水酸化和污泥消化的集中處理，污泥產量低。
張森林對酸化-SBR工藝的研究表明，在保證處理效果的同時(見表2)，此工藝總投資、占地面積和能耗比傳統(tǒng)活性污泥工藝減少20%~30%，處理成本降低50%以上。萬秀林等人采用兼氧-AB工藝在低溫條件下處理屠宰廢水也取得良好的處理效果，廢水各項主要污染物去除率均達90%以上。
注：工藝參數：酸化池LV為4.8kgCOD/m3.d;HRT為4.0h;SBRLV為1.25kgCOD/m3.d，T為6~8h，水溫25℃。運行條件與實驗條件相近。括號中數字為推算值，運行成本(計回用水收入)0.1元/m3。
1.2 厭氧生物處理
一般地，厭氧生物處理CODCr濃度在大于1，000mg/l的中高濃度工業(yè)廢水具有優(yōu)勢，一些研究認為，對CODCr濃度小于1，000mg/l的廢水采用厭氧處理也是完全可行的[9]。同好氧處理相比，純水設備厭氧處理可以回收生物能源，無能耗或低能耗，容積負荷率高，對環(huán)境的要求低;剩余污泥產量僅為好氧系統(tǒng)的1/10~1/6且非常穩(wěn)定;投資費用低、管理簡易，有廣闊的應用潛力。
1.2.1 普通厭氧消化池
普通厭氧消化池是美國和澳大利亞處理屠宰廢水最廣泛的的方法之一。厭氧消化池處理屠宰廢水的成本低，操作和維護簡便，有機物去除率高，但其反應速率慢，水力停留時間長，占地面積大，對溫度要求高，低于21℃其效率將會大大下降;且大型厭氧消化系統(tǒng)一旦由于低溫而使系統(tǒng)癱瘓就很難恢復[10]。所以普通厭氧消化工藝不適合在土地緊張或常年溫度偏低的地方選用。
1.2.2 厭氧序批式活性污泥系統(tǒng)(ASBR)
ASBR較其他厭氧處理工藝處理屠宰廢水具有不需要脫氣和回流設備，有機物和SS去除率高的優(yōu)勢，因而被譽為屠宰廢水處理中很有發(fā)展前途的工藝。ASBR消化過程中產生的生物氣可用于系統(tǒng)的攪拌，也可作為能源直接用于處理過程。D.I.Masse研究表明ASBR處理屠宰廢水的適宜條件是：采用間歇攪拌，溫度25~35℃，反應時間24h，污泥負荷0.2~0.5kg/(kgMLSS.d)，在此條件下CODCr和SS的去除率分別達到98%和91%。
1.2.3 高效厭氧反應器實驗室純水設備
近年來隨著高效厭氧生物反應器的研究深入，運用高效厭氧生物反應器處理屠宰廢水成為熱點。高效厭氧反應器通過強化傳質和提高污泥濃度成功地實現了在很短的時間內達到良好的去除效果，高效厭氧反應器較傳統(tǒng)厭氧消化池最大的優(yōu)勢是負荷能力高、水力停留時間短、占地小。
國內外應用高效厭氧反應器處理屠宰廢水的主要有：上流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧濾池(AF)、厭氧流化床(AFB)、厭氧折流床反應器(ABR)、厭氧固定膜反應器(AFFR)、內循環(huán)反應器(IC)等。
UASB反應器以其結構緊湊、簡單、無需攪拌和填料載體，負荷能力高等優(yōu)點而廣受青睞。AyoobTorkian實驗表明UASB處理屠宰廢水是非常有效的方法，在13～30kgCODCr/m3.d的負荷下，CODCr的去除率為75～90%。純水設備然而UASB也存在一些問題，如污泥易流失，顆粒污泥難于形成，系統(tǒng)難于啟動等。針對這些問題，研究人員不斷采用新的方案以改進UASB的性能。I.Ruiz和RafaelBorja等人分別將UASB與AF串聯使用處理屠宰廢水，使反應器同時具有UASB和AF反應器的特點。利用AF保持生物量和耐沖擊負荷的優(yōu)點，減輕了對UASB三相分離器的固液分離性能要求，提高了系統(tǒng)抵御有機負荷、水力負荷和溫度變化沖擊的能力。隨著系統(tǒng)附著生物量從0.5gVSS.L-1增至5gVSS.L-1，CODCr的去除率也升至90.2~93.4%。ClaudiaE.T.Caixeta通過使用一種新型高效三相分離器也達到了提高UASB耐負荷沖擊能力和處理效果的目的。AF處理屠宰廢水的穩(wěn)定性好，在有機負荷為20～25kgCOD/m3.d時，CODCr的去除率可達80～90%，但是AF極易堵塞，必須定時沖洗。R.delPozo利用AFFR處理屠宰廢水，系統(tǒng)采用波紋管狀填料，即使處理高固體濃度的廢水也不易堵塞，對間歇運行的適應性優(yōu)于UASB，有機負荷8kgCOD/m3.d時，CODCr去除率達85～95%。IC反應器也是近二十年來發(fā)展起來的高效厭氧反應器，鄧良偉采用IC工藝實驗得出屠宰廢水總磷的去除率可達53.8%，CODCr去除率80.3%，BOD5去除率達97.6%，SS去除率為78%。實驗室純水設備
1.2.4 厭氧生物的預處理
屠宰廢水中含有的大量的SS和油脂，如不加以去除直接進入厭氧系統(tǒng)，會大大降低厭氧反應的速度和甲烷的產量，進入UASB還會引起污泥上浮和流失。因此在進入厭氧系統(tǒng)前對屠宰廢水進行去除SS和油脂的預處理是十分必要和有效的，而最常用的方法就是氣浮。N.T.Manjuanth在UASB前采用壓力氣浮作為預處理單元，結果表明氣浮可以去除原水50%的污染物，同時氣浮后厭氧處理的反應速率及產甲烷量均較未處理的原水有所提高。
厭氧處理的缺陷是出水的NH3-N、硫化物等還原性污染物還較多，沒有脫氮能力，有時出水的BOD5偏高，還需進一步處理。更多環(huán)保及純水處理設備資訊請關注皙全蘇州純水設備網。
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