好氧生物處理
活性污泥處理系統(tǒng)是當前污水處理領(lǐng)域應用zui廣泛的處理技術(shù)之一。普通活性污泥法處理屠宰廢水很難達到處理要求,普遍存在以下困難[2]:污水排放量季節(jié)性變化幅度大,難以滿足連續(xù)流曝氣池對水流穩(wěn)定性的要求;全年均可發(fā)生污泥膨脹難以防治;剩余污泥量大、含水率高,沉淀脫水性能差,污泥處置費用高;脫氮除磷的效率僅20%左右,難以滿足高氮屠宰廢水的除氮要求。針對普通活性污泥法存在的問題,一些新的處理工藝開發(fā)和成功應用到屠宰廢水的處理領(lǐng)域。
1.1.1 序批式活性污泥系統(tǒng)(SBR)
SBR(Sequencing Batch Reactor)工藝適應當前好氧生化處理工藝的發(fā)展趨勢,屬簡易、高效、低耗的污水處理工藝,廣泛地應用于屠宰廢水的處理中。其主要優(yōu)點有[3]:
流程簡單,**沉池和污泥回流設(shè)備,節(jié)省了大量用地和設(shè)備。投資省,運行*,比普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%,運行費用可降低10~20%。不易發(fā)生污泥膨脹,出水水質(zhì)好;剩余污泥性質(zhì)穩(wěn)定,便于濃縮和脫水。自動控制,反應池中交替處于好氧、缺氧和厭氧狀態(tài),具有較強的脫氮除磷能力。耐沖擊負荷能力強,高峰負荷在正常負荷的2.5倍情況下仍能獲得穩(wěn)定處理效率。
SBR間歇運行的特點使其很適合處理流量變化大甚至間歇排放的工業(yè)廢水,已在亞洲、北美和歐洲等很多國家廣泛應用于小型污水領(lǐng)域。很多屠宰場的水量少,且間斷排放,采用SBR工藝,既可節(jié)省基建費用又可靈活操作。SBR工藝處理屠宰廢水CODCr、BOD5的去除率可分別達到80%、90%以上,而且有較好的脫氮除磷效果,氨氮去除率可達80%~90%。J.Keller[4]等人在研究SBR處理屠宰廢水脫氮的過程中發(fā)現(xiàn),通過控制溶解氧的濃度可使約50%的氮通過同步硝化反硝化去除,而控制這種脫氮過程對減少處理費用,提高出水水質(zhì)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(xiàn)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(zhì)穩(wěn)定,產(chǎn)生的剩余污泥量只有傳統(tǒng)活性污泥法的60%左右[5] 。
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(Adsorption Stage)和B段(Bio-aeration Stage)。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0.3 kgBOD5/kgMLSS.d,對廢水主要起生物氧化作用[6]。AB法特別適用于屠宰廢水懸浮**物濃度高、水質(zhì)水量變化較大的特點,一般不設(shè)初沉池,對BOD5 、CODCr、SS、P和NH3-N的去處率一般均**常規(guī)活性污泥法,且可節(jié)省基建投資約20%、能耗15%左右[7]。
1.1.3 氧化溝
氧化溝對水質(zhì)、水溫、水量的變動有較強的適應性,污泥齡長,可以產(chǎn)生硝化反硝化反應,有脫氮功能。污泥產(chǎn)率低,污泥穩(wěn)定,勿需消化。表1[7]給出了國外采用氧化溝工藝處理屠宰廢水的參數(shù)與除污染效果。
表1 氧化溝工藝處理屠宰廢水的參數(shù)與效果
運行參數(shù) |
處理效果 |
||||
項目 |
進水(mg/l) |
出水(mg/l) |
去除率(%) |
||
HRT/d |
3.6 |
CODCr |
2040 |
260 |
87.3 |
容積負荷/[kgBOD5/(m3.d)] |
0.4 |
BOD5 |
1400 |
70 |
94.8 |
溫度 |
17 |
TSS |
724 |
142 |
80.4 |
MLSS/(mg/l) |
1425 |
VSS |
636 |
42 |
93.4 |
DO/(mg/l) |
0.8 |
NH3-N |
21 |
18.3 |
1.1 |
SVI/(ml/g) |
382 |
油脂 |
420 |
21 |
93.9 |
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**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(zhuǎn)盤等。生物濾池曾是屠宰廢水zui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(lián)運行。由于屠宰廢水中蛋白質(zhì)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(shè)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**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(shè)置將動物性復雜大分子**物降解成小分子溶解性**物和**酸,為后續(xù)好氧反應器提供優(yōu)質(zhì)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(xiàn)了污水酸化和污泥消化的集中處理,污泥產(chǎn)量低。
張森林[2]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[6]采用兼氧-AB工藝在低溫條件下處理屠宰廢水也**良好的處理效果,廢水各項主要污染物去除率均達90%以上。
表2 SBR處理屠宰廢水試驗和工業(yè)裝置全流程運行結(jié)果均值[2]
名稱 |
類別 |
CODCr (mg/l) |
SS(mg/l) |
連續(xù)統(tǒng)計天數(shù) (d) |
||||
進水 |
出水 |
去除率 |
進水 |
出水 |
去除率 |
|||
酸化 |
實驗 |
1150 |
698 |
39.3 |
525 |
95 |
81.9 |
10 |
工業(yè)應用 |
1200 |
700 |
41.6 |
(500) |
(125) |
75 |
30 |
|
SBR |
實驗 |
698 |
45 |
93.6 |
95 |
30 |
68.4 |
10 |
工業(yè)應用 |
700 |
68 |
90.6 |
(125) |
45 |
64.0 |
30 |
注:工藝參數(shù):酸化池LV為4.8kgCOD/m3.d;HRT為4.0h;SBR LV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(shù)字為推算值,運行成本(計回用水收入)0.1元/m3。
詞條
詞條說明
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