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弘伟环境:干货总结-污水处理生物法工艺

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一、生物法之好氧法

1、活性污泥法

具有投资相对较低、处理效果较好等优点。该技术将废水与活性污泥(微生物)混合搅拌并曝气,使印染废水中的有机污染物分解,生物固体随后从已处理废水中分离,并可根据需要将部分回流到曝气池中。活性污泥既能分解大量的有机物质,又能去除部分色度,还可以微调pH值,运转效率高且费用低,出水水质较好,适合处理有机物含量较高的印染废水。

2、SBR法

序批式活性污泥法(SBR)是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥废水处理技术。该技术具有时间上的推流作用和空间上的完全混合两个优点,使其成为处理难降解有机物极具潜力的工艺。彭若梦等采用SBR工艺处理印染废水,在进水COD在800mg/L,pH在8.0左右的情况下,COD的去除率在50%~90%。

3、生物膜法

生物膜法是通过生长在填料如滤料、盘面等表面的生物膜来处理废水的方法,该法对印染废水的脱色作用较活性污泥法高。生物膜法在印染废水处理中有较多的形式,主要包括接触氧化法和生物滤池。由于印染废水的高浓度、难降解特性,决定了单纯的生物膜法在处理印染废水中很难达到满意的处理效果。目前生物膜法的发展主要有3个方面:

(1)在填料的改进方面,主要是利用填料强大的比表面积,将有机污染物吸附在填料表面,从而延长了有机物在反应池中的停留时间,最终达到降解的目的;

(2)复合式生物膜处理工艺的处理效果明显优于单个的生物膜处理工艺,因为单个的生物膜处理工艺一方面受到反应容器体积大小和填料吸附能力的限制,不可能无节制地延长有机物的HRT,另一方面,印染废水中有机物成分复杂且难降解,往往需要多种生存环境的微生物共同作用才能去除,而且单个的生物膜处理工艺的生态系统比较单一,很难同时存在能够降解废水中所有有机物的微生物,甚至有可能生成更难降解、有毒的二次污染物,因此,应发展复合式生物膜处理工艺;

(3)与物化处理工艺相结合,利用物化法提高有机物的可生化性,如利用电化学方法将含有苯环类的有机污染物中的苯环开环等。

4、生物接触氧化法

该法是从生物膜法派生出来的,兼具活性污泥和生物膜两者的优点。废水与生物膜相接触,生物膜由菌胶团、丝状菌、真菌、原生动物和后生动物组成,在有氧的条件下,生物膜吸附废水中的有机物,有机物被微生物氧化分解,可使废水得到净化,因其具有容积负荷小、占地少、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、可降解特殊有机物的专性微生物等特点,近年来在印染工业废水中广泛采用。

5、MBR工艺

MBR又称膜生物反应器,是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜);按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。

在MBR工艺中,膜分离组件可以提高某些专性菌的浓度活性,还可以截留大分子难降解物质;还可以在处理废水的同时回收化工原料;处理后排除的部分水能达到回用水的标准。同帜等设计的厌氧-好氧(A/O)MBR处理印染废水时发现,停留时间长短,对去除率有较大影响。停留时间长,去除率相对较高,但也不能过长,否则会引起污泥浓度(MLSS)的降低。

二、生物法之厌氧法


1、厌氧生物滤池

厌氧生物滤池的构造与浸没式好氧生物滤池相似,但池顶密封。滤池中厌氧微生物浓度较高,生物固体平均停留时间可长达150d左右。厌氧生物滤池的运行效果受温度影响大,不同温度下厌氧生物滤池的容积负荷相差较大,大多数厌氧生物滤池在中温(35℃±3℃)条件下运行。

李亚新等采用塑料孔板波纹填料厌氧生物滤池处理印染废水。研究结果表明,该厌氧生物滤池启动期短,出水水质稳定,耐冲击负荷能力强。水力停留时间(HRT)是影响处理效果的主要运行参数。在35℃条件下,HRT=18.3h、负荷为0.5~2.0kgCOI)/m3·d、进水COD为206~2225mg/L、色度为125—1250倍时,COD去除率70%一86.6%、色度去除率为60%一84%、PVA的去除率为40%~87%。

2、UASB反应器

上流式厌氧污泥床(UASB)反应器是在升流式厌氧生物滤池的基础上发展起来的一种高效厌氧生物反应器,主要由进水配水系统、反应区、三相分离器、出水系统和排泥系统组成。

以生产性针织印染废水为基质,将7种高效脱色菌及紫色非硫光合细菌固定在活性污泥载体上,投加至UASB+AF反应器中,在常温下启动成功,培养出颗粒污泥。培养条件:水温20—30℃,pH值7.2~7.5;水力停留时间(HRT)由31h缩短至10h;UASB反应器容积负荷0.5~5.0kgCOD/(m3·d);其色度去除率90%以上,COD去除率90%以上。

3、ABR反应器

厌氧折流板式(ABR)反应器运用挡板构造,在反应器内形成多个独立的反应器,实现了分相多阶段缺氧,其流态以推流为主;具有不断流,不堵塞,无需搅拌和易启动的特点。自20世纪80年代初诞生以来,提高它的性能或者处理某类特别难降解的废水一直是其研究的重点。

采用ABR反应器对印染废水进行预处理,以改善其可生化性,为生物处理创造有利条件。主要研究ABR预处理印染废水的影响因素,包括pH值、HRT和污泥形态等。运行结果以及实验数据表明,HRT在6—12h,pH值为7,污泥质量浓度为12~15g/L时,处理效果最佳。

4、厌氧流化床

厌氧流化床(AFB)反应器具有接触充分、水力停留时间短、不易堵塞、负荷高、占地少等特点。由于在较高的废水和气体的流速下产生混合作用,使得该反应器可以保持较高的负荷和去除率。

采用脉冲循环流化床与物化沉淀池的组合工艺对印染废水进行处理。工程规模为5000m3/d,处理前COD为800~1200mg/L、BOD5为200~300mg/L、悬浮物(SS)150—200mg/L、pH值8~10、色度300~800倍。处理后COD为92mg/L、pH7.5、色度15倍,达到《污水综合排放标准》的一级标准。

5、IC反应器

厌氧内循环(IC)反应器由第一反应室和第二反应室叠加而成,每个反应室的顶部各设一个集气罩和水封组成的三相分离器,如同两个UASB反应器上下叠加串联。具有容积负荷率高、占地面积少、抗冲击负荷能力强、出水的稳定性高的工艺特征。

研究IC反应器处理印染废水的启动、运行及其处理效果。结果表明,IC反应器在12~15d出现内循环,到25~33d全为印染废水并逐渐提高到较高负荷时,仍有较高的COD去除效率。全为印染废水时,COD去除率仍能达到80%左右。对色度也有一定的去除率,可达70%以上。

6、水解酸化处理

工程上厌氧发酵产生沼气的的过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段等三个阶段。水解酸化工艺是把反应控制在第二阶段完成之前,不进入第三阶段。在水解反应器中实际完成水解和酸化两个过程。在以往的研究中发现采用水解反应器,可以短的停留时间(HRT=2.5h)和相对高的水力负荷下(>1.0m3/(m2·h))获得较高的悬浮物去除率(平均85%的SS去除率),还可以改善和提高原污水的可生化性和溶解性,以利于好氧后处理工艺。但是,该工艺的COD去除率相对较低,仅有40%~50%,并且溶解性COD去除率很低,实际上只能起到预酸化作用。

采用混凝沉淀-水解酸化-好氧工艺处理印染废水。通过工程实践表明,此组合工艺处理印染废水可获得较好的处理效果,出水水质各项指标达到了行业排放标准中的二级标准。运行结果表明,COD平均去除率为81.2%,色度平均去除率为83.3%,该工艺二次沉池中部分污泥回流到水解酸化池,保证了水解酸化池内具有一定的污泥浓度,从而提高了去除率。

三、生物法之厌氧-好氧组合

传统的好氧和厌氧生物处理法已不能满足印染行业的需求,进而产生了厌氧-好氧组合生物处理技术,充分利用了厌氧和好氧生物处理技术的优点,厌氧-好氧系统中的厌氧段具有双重的作用:一是对废水进行预处理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有机物;二是对系统的剩余污泥进行消化。例如如下三种工艺:厌氧-好氧-生物炭接触工艺、厌氧-好氧生物转盘工艺和水解酸化-好氧工艺。

厌氧-好氧-生物炭接触:对于CODCr为800~1000mg/L的印染废水,使用该处理工艺,处理效果完全可以达到国家排放标准,再稍加进一步处理还可回用,系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程,运转时间最长的达5年以上,处理效果稳定,而且从未外排污泥,也没发现厌氧池内污泥过度增长。

厌氧-好氧生物转盘:该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置,整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂,测得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。

水解酸化-好氧工艺:水解酸化与好氧法结合的厌氧处理已不是传统 的厌氧消化,水力停留时间一般为3~5 h,只发生 水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对 印染废水中可生化性很差的一些高分子物质,期望 他们在厌氧段发生水解、酸化,变成较小的分子, 从而改善废水的可生化性,为好氧处理创造条件, 并能较好地解决PVA、染料的处理问题。

2020年9月21日 09:27
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