高濃度有機廢水主要處理技術 看這篇匯總就夠了!
高濃度(du)(du)(du)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水(shui)的性質(zhi)(zhi)和來(lai)(lai)源(yuan)不(bu)(bu)一樣,其治理技術(shu)也不(bu)(bu)一樣。通常根據(ju)高濃度(du)(du)(du)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水(shui)的性質(zhi)(zhi)和來(lai)(lai)源(yuan)可(ke)以(yi)分為(wei)三大類(lei)(lei):第(di)一類(lei)(lei)為(wei)不(bu)(bu)含(han)有(you)(you)害(hai)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)且(qie)易(yi)于生物(wu)(wu)降(jiang)解的高濃度(du)(du)(du)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水(shui),如(ru)食品工(gong)業廢(fei)水(shui);第(di)二類(lei)(lei)為(wei)含(han)有(you)(you)有(you)(you)害(hai)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)且(qie)易(yi)于生物(wu)(wu)降(jiang)解的高濃度(du)(du)(du)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水(shui),如(ru)部分化學(xue)工(gong)業和制(zhi)藥業廢(fei)水(shui);第(di)三類(lei)(lei)為(wei)含(han)有(you)(you)有(you)(you)害(hai)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)且(qie)不(bu)(bu)易(yi)于生物(wu)(wu)降(jiang)解的高濃度(du)(du)(du)有(you)(you)機(ji)(ji)廢(fei)水(shui),如(ru)有(you)(you)機(ji)(ji)化學(xue)合成工(gong)業和農(nong)藥廢(fei)水(shui)。
本文匯總了(le)國內外(wai)高濃度有機廢(fei)水的(de)主要處(chu)理技(ji)術(shu),主要包括物化、化學、生物處(chu)理技(ji)術(shu)并(bing)分析了(le)各種方法和工藝的(de)優(you)缺(que)點及其(qi)研(yan)究現狀。重(zhong)點對生物處(chu)理技(ji)術(shu)中MBR、A-B工藝、UASB、SBR工藝進行重(zhong)點研(yan)究、歸納總結其(qi)優(you)缺(que)點。
高(gao)濃度有機廢(fei)水來(lai)源(yuan)
高(gao)濃度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水一般是指由造(zao)紙、皮革及(ji)食品等(deng)行業排(pai)(pai)出的(de)COD在2 000 mg/ L以(yi)上的(de)廢(fei)水。這些廢(fei)水中含有(you)大量的(de)碳水化合物、脂(zhi)肪、蛋白質、纖維素等(deng)有(you)機(ji)物,如果直接(jie)排(pai)(pai)放,會造(zao)成(cheng)嚴重污(wu)染。高(gao)濃度(du)有(you)機(ji)廢(fei)水按其性質來(lai)源可分(fen)為三大類:
(1)易于生物降解的高(gao)濃度(du)有(you)機廢水(shui);
(2)有機物(wu)可以(yi)降解,但(dan)含(han)有害物(wu)質的廢(fei)水;
(3)難生物(wu)降解的和有害(hai)的高(gao)濃度有機廢水。
高濃(nong)度(du)有機廢水水質特點
(1)有(you)機物濃度高。COD一般在2 000 mg/L以(yi)上,有(you)的甚至高達(da)幾(ji)萬(wan)乃至幾(ji)十萬(wan)mg/L,相對而言,BOD較低,很(hen)多廢(fei)水BOD與COD的比(bi)值小(xiao)于0.3。
(2)成(cheng)分復(fu)雜。含有(you)(you)毒(du)性物(wu)(wu)質(zhi)廢水(shui)中有(you)(you)機物(wu)(wu)以芳香族化合(he)物(wu)(wu)和雜環化合(he)物(wu)(wu)居多,還多含有(you)(you)硫化物(wu)(wu)、氮(dan)化物(wu)(wu)、重金屬和有(you)(you)毒(du)有(you)(you)機物(wu)(wu)。
(3)色(se)度高,有(you)異味。有(you)些廢水散發出刺(ci)鼻(bi)惡(e)臭(chou),給周(zhou)圍環境造成不良影響(xiang)。
(4)具有強酸強堿(jian)性(xing)。
高(gao)濃度有機廢水危害
高濃度(du)有機污水主(zhu)要有以下(xia)3種危(wei)害:
(1)需氧(yang)(yang)性(xing)危害。由于(yu)生物降解作(zuo)用,高濃度有機污水(shui)會(hui)使受納水(shui)體(ti)缺(que)氧(yang)(yang)甚至厭(yan)氧(yang)(yang),多(duo)數水(shui)生物將(jiang)死亡(wang),從而(er)產生惡臭,惡化水(shui)質和環境。
(2)感觀性污染。高濃度有機污水(shui)(shui)不(bu)但使水(shui)(shui)體(ti)(ti)失去使用價值,更嚴(yan)重影(ying)響(xiang)到水(shui)(shui)體(ti)(ti)附近人民的正常生活。
(3)致毒(du)性危害。高濃(nong)度有機(ji)污水中含有大量(liang)有毒(du)有機(ji)物,會在水體、土壤等自然環(huan)境中不斷(duan)累積、儲存,最(zui)后進入人(ren)體,從而危害人(ren)體健康。
高(gao)濃(nong)度(du)有機廢(fei)水處理技術
高濃度有機廢水處(chu)理技(ji)術(shu)粗略分(fen)為3類:物(wu)化處(chu)理技(ji)術(shu)、化學處(chu)理技(ji)術(shu)以(yi)及生物(wu)處(chu)理技(ji)術(shu)。
一、物化(hua)處理技術
物(wu)化(hua)法(fa)(fa)常作為一種(zhong)預(yu)處(chu)理的(de)(de)手段(duan)應用(yong)于有機(ji)廢水處(chu)理,預(yu)處(chu)理的(de)(de)目的(de)(de)是通過回收廢水中的(de)(de)有用(yong)成分,或對一些難(nan)生物(wu)降(jiang)解物(wu)進(jin)行處(chu)理,從而達(da)到去除有機(ji)物(wu),提(ti)高生化(hua)性(xing),降(jiang)低生化(hua)處(chu)理負荷(he),提(ti)高處(chu)理效(xiao)率。一般常用(yong)的(de)(de)物(wu)化(hua)法(fa)(fa)有萃取法(fa)(fa)、吸附法(fa)(fa)、濃縮法(fa)(fa)、超(chao)聲波降(jiang)解法(fa)(fa)等。
(一(yi))萃取法(fa)
在眾多的(de)預處理方法中,萃取(qu)法具(ju)有效率高、操作(zuo)簡單、投資較(jiao)少等(deng)特點(dian)。特別是基(ji)于可逆絡合反(fan)應(ying)的(de)萃取(qu)分離(li)方法,對(dui)極性有機稀溶液的(de)分離(li)具(ju)有高效性和高選擇性,在難(nan)降解(jie)有機廢水的(de)處理方面具(ju)有廣闊的(de)應(ying)用前景。
溶(rong)(rong)劑(ji)萃(cui)取(qu)(qu)法(fa)利(li)用(yong)難(nan)溶(rong)(rong)或不溶(rong)(rong)于(yu)水(shui)的(de)(de)(de)有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)與(yu)廢水(shui)接觸(chu),萃(cui)取(qu)(qu)廢水(shui)中的(de)(de)(de)非(fei)極(ji)性有(you)機物,再對負(fu)載(zai)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)萃(cui)取(qu)(qu)劑(ji)進(jin)一(yi)步(bu)處理(li)(li)。近(jin)年來為了避免有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)對環(huan)境的(de)(de)(de)污(wu)染,又(you)開發了超臨(lin)界(jie)二(er)氧(yang)化碳萃(cui)取(qu)(qu)。該法(fa)簡單易行,適(shi)于(yu)處理(li)(li)有(you)回收價值的(de)(de)(de)有(you)機物,但只(zhi)能(neng)(neng)用(yong)于(yu)非(fei)極(ji)性有(you)機物,被萃(cui)取(qu)(qu)的(de)(de)(de)有(you)機物和萃(cui)取(qu)(qu)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)廢水(shui)需要(yao)進(jin)一(yi)步(bu)處理(li)(li),有(you)機溶(rong)(rong)劑(ji)還可能(neng)(neng)造成二(er)次污(wu)染。萃(cui)取(qu)(qu)只(zhi)是一(yi)個污(wu)染物的(de)(de)(de)物理(li)(li)轉移過程,而非(fei)真正的(de)(de)(de)降(jiang)解。
由(you)清華大學開(kai)發的(de)萃(cui)取(qu)(qu)一反萃(cui)取(qu)(qu)體(ti)(ti)系(xi),可以應用于多(duo)種染料與中(zhong)間體(ti)(ti)廢母液資(zi)源回(hui)收,對染料中(zhong)間體(ti)(ti)的(de)回(hui)收率達90%以上(shang),脫色效果(guo)也達到同樣(yang)水平,正在(zai)逐步推廣于染料廢水的(de)治理(li)工程(cheng)中(zhong)。
(二)吸附法
吸附(fu)劑的種類很多,有活性炭、大孔樹脂、活性白土、硅藻土等。
在有(you)機廢(fei)(fei)水(shui)中常用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附劑有(you)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和大孔樹脂(zhi)。雖然活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)具(ju)有(you)較高的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)附性(xing)(xing),但(dan)由于再生困難、費用(yong)高而在國內較少使用(yong)。例如將活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)投加到難降解染料廢(fei)(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗容器中,當(dang)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)投加濃度為200mg/L時,色度的(de)(de)(de)(de)(de)去除率(lv)為77%;而投加質量濃度增加到400mg/L時,色度的(de)(de)(de)(de)(de)去除率(lv)達(da)到86%。
(三)濃縮法
濃(nong)(nong)縮(suo)法(fa)(fa)是利用(yong)某些污(wu)染物(wu)(wu)溶解度較小的(de)特點(dian),將大(da)部分水蒸發使(shi)污(wu)染物(wu)(wu)濃(nong)(nong)縮(suo)并分離析出的(de)方法(fa)(fa)。濃(nong)(nong)縮(suo)法(fa)(fa)操(cao)作(zuo)簡單,工藝成熟,并能實現有用(yong)物(wu)(wu)質的(de)部分回收,適(shi)合于處理高濃(nong)(nong)度含鹽有機廢(fei)水。該(gai)法(fa)(fa)的(de)缺點(dian)是能耗高,如有廢(fei)熱可用(yong)或降低能耗,則該(gai)法(fa)(fa)是可行的(de)。
(四)超(chao)聲(sheng)波降(jiang)解(jie)
采用超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(jie)(jie)水(shui)(shui)體中(zhong)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)物(wu)(wu)(wu),尤(you)其是(shi)難降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(jie)(jie)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)物(wu)(wu)(wu),是(shi)20世紀90年代(dai)興起(qi)的(de)新型(xing)水(shui)(shui)污染(ran)控(kong)制(zhi)技術(shu)。該技術(shu)利用超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)輻射產(chan)生的(de)空(kong)(kong)化(hua)(hua)(hua)效應,將水(shui)(shui)中(zhong)的(de)難降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(jie)(jie)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)分解(jie)(jie)(jie)為(wei)環(huan)境可以接受的(de)小分子物(wu)(wu)(wu)質(zhi),不僅(jin)操作簡便、降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度快(kuai),還可以單獨或與其它水(shui)(shui)處理(li)技術(shu)聯(lian)(lian)合(he)使用,是(shi)一(yi)種極具產(chan)業前景的(de)清潔凈化(hua)(hua)(hua)方法(fa)(fa)。它集高級氧(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)、焚(fen)燒、超(chao)(chao)臨界(jie)水(shui)(shui)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)等(deng)多種水(shui)(shui)處理(li)技術(shu)的(de)特點(dian)于一(yi)身,具有(you)(you)(you)(you)反應條件溫(wen)和、速(su)(su)度快(kuai)、適用范圍廣(guang)等(deng)特點(dian),可以單獨或與其它技術(shu)聯(lian)(lian)合(he)使用,具有(you)(you)(you)(you)很大的(de)發(fa)(fa)展(zhan)潛力(li)。超(chao)(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)能在(zai)水(shui)(shui)中(zhong)引起(qi)空(kong)(kong)化(hua)(hua)(hua),產(chan)生約4 000 K和100 MPa的(de)瞬(shun)間(jian)局部高溫(wen)高壓環(huan)境(熱點(dian)) ,同時(shi)以約110m/ s的(de)速(su)(su)度產(chan)生具有(you)(you)(you)(you)強烈沖(chong)擊力(li)的(de)微射流(liu)和沖(chong)擊波(bo)。水(shui)(shui)分子在(zai)熱點(dian)達到超(chao)(chao)臨界(jie)狀態,并分解(jie)(jie)(jie)成(cheng)羥(qian)基(ji)(ji)(ji)自由基(ji)(ji)(ji)、超(chao)(chao)氧(yang)基(ji)(ji)(ji)等(deng),羥(qian)基(ji)(ji)(ji)自由基(ji)(ji)(ji)是(shi)目前所發(fa)(fa)現(xian)的(de)最強的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑。有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)在(zai)熱點(dian)發(fa)(fa)生化(hua)(hua)(hua)學鍵斷裂(lie)、水(shui)(shui)相(xiang)燃燒、高溫(wen)分解(jie)(jie)(jie)、超(chao)(chao)臨界(jie)水(shui)(shui)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、自由基(ji)(ji)(ji)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)等(deng)反應。這些效應加上聲(sheng)(sheng)場(chang)中(zhong)的(de)質(zhi)點(dian)振動、次級衍生波(bo)等(deng)為(wei)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)提供(gong)了其他方法(fa)(fa)難以達到的(de)多種降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)(jie)(jie)途徑。
二、化學處(chu)理技術
化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)處(chu)理技術是應(ying)用(yong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)原理和化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)作用(yong)將(jiang)廢(fei)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)污染物(wu)成分(fen)轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)無害物(wu)質,使廢(fei)水(shui)(shui)得到凈化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)分(fen)為(wei)兩大類,一(yi)類是在常(chang)溫常(chang)壓(ya)下利(li)用(yong)強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(如過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫、高(gao)錳(meng)酸(suan)鉀、次氯酸(suan)鹽、臭氧(yang)(yang)(yang)等)將(jiang)廢(fei)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)和水(shui)(shui);另一(yi)類是在高(gao)溫高(gao)壓(ya)下分(fen)解廢(fei)水(shui)(shui)中有機(ji)物(wu),包括超(chao)臨(lin)界水(shui)(shui)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和濕(shi)空氣(qi)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)工(gong)藝,所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑通常(chang)為(wei)氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)或(huo)過氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)氫,一(yi)般采用(yong)催化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑降低反應(ying)條件,加快(kuai)反應(ying)速率。化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)反應(ying)速度快(kuai)、控制(zhi)簡(jian)單,但成本較高(gao),通常(chang)難以將(jiang)難降解的(de)(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)一(yi)步氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)到無機(ji)物(wu)質,而且目前(qian)對中間產物(wu)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究較少。該(gai)技術也常(chang)常(chang)作為(wei)生化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)處(chu)理的(de)(de)(de)(de)預處(chu)理方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)使用(yong)。其主要的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)有焚燒(shao)法(fa)(fa)(fa)(fa)、Fenton氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)、臭氧(yang)(yang)(yang)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)、電化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法(fa)(fa)(fa)(fa)等。
(一)焚燒法
焚(fen)(fen)燒法利用燃料油、煤等助燃劑將(jiang)有(you)機廢水(shui)單獨或者和(he)(he)其(qi)他廢物(wu)混(hun)合燃燒,焚(fen)(fen)燒爐(lu)(lu)可采(cai)用各種爐(lu)(lu)型(xing)。效(xiao)率高,速(su)度快,可以(yi)一步將(jiang)有(you)害廢水(shui)中有(you)機物(wu)徹底轉化(hua)為二氧(yang)化(hua)碳和(he)(he)水(shui)。但設(she)備投資(zi)大(da),處理成本高,除某些特殊(shu)廢水(shui)(如醫(yi)院廢水(shui))以(yi)外難(nan)以(yi)采(cai)用。
(二)Fenton氧(yang)化法(fa)
Fenton試(shi)劑具有(you)很強的(de)氧(yang)(yang)化(hua)能力(li),因此Fen2ton氧(yang)(yang)化(hua)法在(zai)處理廢水(shui)有(you)機物(wu)過程中(zhong)發(fa)揮了(le)巨大(da)的(de)作(zuo)用。但(dan)由于(yu)體(ti)系(xi)中(zhong)含(han)有(you)大(da)量的(de)Fe2+離子,H2O2的(de)利用率(lv)不高(gao),使有(you)機物(wu)降解(jie)不完全。后來(lai),人們(men)對傳統的(de)Fenton氧(yang)(yang)化(hua)法進(jin)行(xing)了(le)改進(jin)。如(ru)光(guang)助(zhu)反應就(jiu)是在(zai)反應體(ti)系(xi)中(zhong)輔以紫外線和(he)可見光(guang),在(zai)低濃(nong)度(du)亞鐵離子、理論雙氧(yang)(yang)水(shui)加入量、紫外線和(he)可見光(guang)的(de)汞(gong)燈的(de)照射(she)下,反應0. 5 h ,溶解(jie)性有(you)機碳去除(chu)率(lv)高(gao)達90 %。郁(yu)志(zhi)勇等用UV +Fenton法對氯酚混合液進(jin)行(xing)處理,在(zai)1 h內(nei)COD去除(chu)率(lv)達到83.2 %。
(三)臭氧氧化法
臭(chou)氧(yang)在(zai)水(shui)處理方面具(ju)(ju)有氧(yang)化(hua)能(neng)力強,反應(ying)速度快,不(bu)產生(sheng)污(wu)泥,無二次污(wu)染等特點,在(zai)去除合成(cheng)(cheng)洗(xi)滌劑以及降(jiang)低水(shui)中的(de)(de)(de)BOD、COD等方面都具(ju)(ju)有特殊的(de)(de)(de)效果。臭(chou)氧(yang)對(dui)難降(jiang)解有機物(wu)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)通常(chang)是使(shi)其環(huan)狀分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)部分(fen)環(huan)或(huo)長鏈(lian)分(fen)子(zi)部分(fen)斷裂,從而使(shi)大分(fen)子(zi)物(wu)質(zhi)變成(cheng)(cheng)小分(fen)子(zi)物(wu)質(zhi),生(sheng)成(cheng)(cheng)易于生(sheng)化(hua)降(jiang)解的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi),提高廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)可生(sheng)化(hua)性。臭(chou)氧(yang)氧(yang)化(hua)技術(shu)在(zai)難生(sheng)物(wu)降(jiang)解有機廢(fei)水(shui)處理過程中常(chang)作為預(yu)處理。研究發(fa)現,臭(chou)氧(yang)氧(yang)化(hua)法對(dui)多數染料能(neng)取得很好的(de)(de)(de)脫色效果,但對(dui)硫化(hua)、還(huan)原(yuan)、涂料等不(bu)溶(rong)于水(shui)的(de)(de)(de)染料脫色效果較差。
(四)電化(hua)學氧化(hua)法
電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)又稱電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)燃燒(shao),它是在(zai)(zai)電(dian)極(ji)(ji)(ji)表面的(de)電(dian)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用下或由電(dian)場作(zuo)用而產生(sheng)的(de)自由基(ji)作(zuo)用下使有(you)機(ji)(ji)物(wu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)分(fen)為直(zhi)接(jie)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)和間(jian)接(jie)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。直(zhi)接(jie)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是使難降解(jie)有(you)機(ji)(ji)物(wu)在(zai)(zai)電(dian)極(ji)(ji)(ji)表面發生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)反應。目前,已(yi)證實對氯(lv)(lv)苯酚、五氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)酚均可在(zai)(zai)陽極(ji)(ji)(ji)上(shang)徹底分(fen)解(jie)。Hwang B J等報道(dao)(dao)了電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)處理含氯(lv)(lv)有(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)有(you)效(xiao)性,并(bing)成(cheng)功地利用PbO2/聚吡咯復合電(dian)極(ji)(ji)(ji)去除廢水中的(de)氯(lv)(lv)離子。陰極(ji)(ji)(ji)還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)過程(cheng)已(yi)被用于一氯(lv)(lv)乙(yi)烷、三氯(lv)(lv)乙(yi)烷和芳香氯(lv)(lv)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)等的(de)脫氯(lv)(lv)處理。間(jian)接(jie)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)就(jiu)是利用電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)(xue)反應產生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)或還(huan)原(yuan)(yuan)(yuan)劑(ji)(ji)使污(wu)(wu)染(ran)物(wu)降解(jie)的(de)一種方法。據報道(dao)(dao),采用電(dian)解(jie)生(sheng)成(cheng)次氯(lv)(lv)酸鹽氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji),可氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)去除氨氮及難降解(jie)的(de)有(you)機(ji)(ji)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)。
三、生物處理技術
生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)是廢(fei)水凈化(hua)的(de)(de)(de)主(zhu)要工藝,主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于處(chu)(chu)理(li)(li)農藥、印染(ran)、制藥等行業(ye)的(de)(de)(de)有(you)機廢(fei)水。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)法是利用(yong)(yong)(yong)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)代(dai)謝作(zuo)用(yong)(yong)(yong)來分(fen)(fen)解、轉化(hua)水體(ti)(ti)中的(de)(de)(de)有(you)毒有(you)害(hai)化(hua)學物(wu)(wu)(wu)質(zhi)和(he)其它各種超(chao)標組分(fen)(fen)的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)技(ji)術,降(jiang)解作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)場(chang)所主(zhu)要是含微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)活性污(wu)泥、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜及其相應(ying)的(de)(de)(de)反應(ying)器,由此誕生(sheng)了各類生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)方法和(he)技(ji)術。微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)法不(bu)僅經(jing)濟(ji)、安全,而且處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)閾值低(di)、殘留少、無二次污(wu)染(ran),有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)前(qian)景。根(gen)據反應(ying)條件(jian)的(de)(de)(de)不(bu)同(tong),微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)法可分(fen)(fen)為好(hao)氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)和(he)厭(yan)氧(yang)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)兩大類。
(一(yi))好氧活性污泥法
在污(wu)(wu)水處(chu)理中,活性(xing)污(wu)(wu)泥法(fa)是(shi)(shi)應(ying)用(yong)(yong)最廣(guang)的(de)(de)(de)技(ji)術之一,它是(shi)(shi)自(zi)然界水體自(zi)凈的(de)(de)(de)人工(gong)模擬,是(shi)(shi)對水自(zi)凈作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)強化,利用(yong)(yong)懸浮生長(chang)的(de)(de)(de)微生物絮凝體(Floc)處(chu)理有(you)機(ji)污(wu)(wu)水。活性(xing)泥法(fa)自(zi)1914年在英國曼徹斯(si)特(te)試驗廠開創(chuang)以來,已(yi)有(you)90多(duo)年的(de)(de)(de)歷史,隨著(zhu)在實際生產(chan)上的(de)(de)(de)廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)和技(ji)術上的(de)(de)(de)不斷革新改進,特(te)別(bie)是(shi)(shi)近幾十年來,在對其生物反(fan)應(ying)和凈化機(ji)理進行深入研究探討(tao)的(de)(de)(de)基礎(chu)上,活性(xing)污(wu)(wu)泥法(fa)在反(fan)應(ying)動力(li)學以及在工(gong)藝方面都得到長(chang)足(zu)發展(zhan),出現了多(duo)種能夠適應(ying)各(ge)種條件的(de)(de)(de)工(gong)藝流程。當(dang)前,活性(xing)污(wu)(wu)泥法(fa)已(yi)成為各(ge)類有(you)機(ji)污(wu)(wu)水的(de)(de)(de)主(zhu)體處(chu)理技(ji)術。
根據各種不同運行(xing)方(fang)式的(de)工藝特征與(yu)應用(yong)條件可(ke)將好(hao)氧(yang)(yang)(yang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)分為:普通(tong)活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)(CAS)、減(jian)(jian)量(liang)曝氣活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)、分段進(jin)水(shui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)(SFAS)、吸附(fu)—再生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)(CSAS)、完(wan)全混(hun)合活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)(CMAS)、高(gao)(gao)負荷活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)、純氧(yang)(yang)(yang)曝氣活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)(HPOAS)。以上這些污水(shui)處理(li)方(fang)法(fa)(fa)都是對傳(chuan)(chuan)統活(huo)(huo)性(xing)(xing)污泥(ni)(ni)法(fa)(fa)在使(shi)有(you)機(ji)負荷及需氧(yang)(yang)(yang)量(liang)提到均衡,提高(gao)(gao)曝氣池(chi)對水(shui)質(zhi)、水(shui)量(liang)、沖擊(ji)負荷的(de)適應能力,減(jian)(jian)少(shao)污泥(ni)(ni)產生(sheng)(sheng),縮短曝氣時(shi)間,提高(gao)(gao)氧(yang)(yang)(yang)向混(hun)合液中的(de)傳(chuan)(chuan)遞能力及利用(yong)率,減(jian)(jian)少(shao)污泥(ni)(ni)膨脹(zhang)現(xian)象發生(sheng)(sheng)等方(fang)面進(jin)行(xing)的(de)改(gai)進(jin),改(gai)進(jin)的(de)同時(shi)又(you)不可(ke)避免地出現(xian)處理(li)效果差等缺點,尤其是對于高(gao)(gao)濃度有(you)機(ji)污水(shui),更具有(you)難處理(li)性(xing)(xing)。
(二(er))好氧(yang)生物膜法(fa)
好(hao)氧(yang)生(sheng)物(wu)膜(mo)法是與活性污(wu)泥法并列的一種(zhong)污(wu)水好(hao)氧(yang)生(sheng)物(wu)處(chu)理(li)法。這種(zhong)方法的實質(zhi)是使細菌、真(zhen)菌、原(yuan)生(sheng)動物(wu)、后生(sheng)動物(wu)等微生(sheng)物(wu)附(fu)著在濾料(liao)或某些載(zai)體上(shang)生(sheng)長(chang)繁育(yu),并在其上(shang)形(xing)成膜(mo)狀生(sheng)物(wu)污(wu)泥———生(sheng)物(wu)膜(mo)(Biofilm)。
與傳統(tong)法(fa)處理污(wu)水相比,膜生物反(fan)應(ying)器具有以下幾個方面的特征:
①出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)好 用超(chao)微濾膜(mo)組件取代二次(ci)沉淀池可以使(shi)生(sheng)物(wu)(wu)反應器獲(huo)得比(bi)普(pu)通活(huo)(huo)性(xing)污泥法(fa)更高的生(sheng)物(wu)(wu)濃(nong)度,提高了生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解(jie)能力,處理(li)效果好;同時膜(mo)分(fen)離后出水(shui)(shui)(shui)質(zhi)量高,當(dang)處理(li)對象為生(sheng)活(huo)(huo)污水(shui)(shui)(shui)時,可滿(man)足建設(she)部(bu)生(sheng)活(huo)(huo)回(hui)用水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)標準(zhun)C(J25.1一89)。
②工藝(yi)參數(shu)易于控(kong)(kong)制 膜生物反應(ying)器內可以(yi)實現STR和HTR的(de)完全分離。通過控(kong)(kong)制較長(chang)的(de)STR,使世代時(shi)間(jian)(jian)較長(chang)的(de)硝(xiao)化(hua)菌得以(yi)富(fu)集,提高硝(xiao)化(hua)效果;同時(shi)膜分離也使廢水(shui)中那(nei)些大分子(zi)、顆粒狀難降(jiang)解的(de)成分在有(you)限體積的(de)生物反應(ying)器中有(you)足夠的(de)停留時(shi)間(jian)(jian),從而達到較高去除(chu)率。
③設備(bei)緊湊,占(zhan)地少 。由于生物(wu)反應器(qi)內污泥濃度高,容積負荷可(ke)大(da)大(da)提(ti)高,生物(wu)反應器(qi)體積大(da)大(da)減小;從形式上看,一體式膜(mo)生物(wu)反應器(qi)可(ke)使(shi)設備(bei)更加緊湊。
④污(wu)(wu)泥(ni)產率低(di)同傳統活(huo)性污(wu)(wu)泥(ni)法相比,膜生物反應器的污(wu)(wu)泥(ni)產率很低(di),如下表:

⑤抗(kang)沖(chong)(chong)擊負荷(he)能力(li)強 膜生物反應器中維持著高(gao)濃度(du)的MLSS,使它比傳統生物法具有高(gao)得多(duo)的抗(kang)沖(chong)(chong)擊負荷(he)能力(li)。
⑥易于自(zi)動控(kong)制管理(li) 膜分離(li)單元不受污泥膨脹等因素的影響,易于設(she)計成自(zi)動控(kong)制系統,便于管理(li)。
通常提(ti)到的(de)(de)膜生物(wu)反應(ying)器,實際上是(shi)三類反應(ying)器的(de)(de)總稱,它(ta)們(men)分(fen)(fen)別是(shi)(1)膜一曝氣生物(wu)反應(ying)器(MABR),(2)萃取(qu)膜生物(wu)反應(ying)器E(EMBR),(3)膜分(fen)(fen)離(li)生物(wu)反應(ying)器(BSMBR,簡稱MBR)。
(1)膜-曝氣生物(wu)反(fan)應器
無泡(pao)曝(pu)氣(qi)MBR最早見于(yu)(yu)Co.etP等(deng)于(yu)(yu)1988年的(de)報道(dao)。它采用(yong)透氣(qi)性致密膜(mo)(如硅橡膠膜(mo))或(huo)微(wei)孔膜(mo)(如疏水性聚合膜(mo)),以(yi)板式或(huo)中(zhong)空纖維式組件,在保持氣(qi)體分壓低于(yu)(yu)泡(pao)點b(ubblepoin)t的(de)情(qing)況下,可實現向(xiang)生物反(fan)應器的(de)無泡(pao)曝(pu)氣(qi)。由(you)(you)于(yu)(yu)傳遞的(de)氣(qi)體含在膜(mo)系(xi)統中(zhong),因(yin)此提高(gao)了接觸(chu)時間(jian),極大地提高(gao)了傳氧效(xiao)率。同時由(you)(you)于(yu)(yu)氣(qi)液兩相被膜(mo)分開(kai),有(you)利于(yu)(yu)曝(pu)氣(qi)工藝的(de)更好控制,有(you)效(xiao)地將曝(pu)氣(qi)和混合功能分開(kai)。因(yin)為供(gong)氧面積一定,所以(yi)該工藝不(bu)受(shou)傳統曝(pu)氣(qi)系(xi)統中(zhong)氣(qi)泡(pao)大小及(ji)其停(ting)留時間(jian)等(deng)因(yin)素的(de)影響。
(2)萃取膜生物反(fan)應器
萃取(qu)MBR是結合膜(mo)萃取(qu)和(he)生(sheng)(sheng)物降解,利(li)用膜(mo)將有毒工業廢(fei)水中有毒的、溶解性差(cha)的優(you)先污染(ran)物從廢(fei)水中萃取(qu)出來(lai),然后用專(zhuan)性菌對(dui)其進行單獨(du)的生(sheng)(sheng)化降解,從而使專(zhuan)性菌不受廢(fei)水中離(li)子強度和(he)pH值的影響(xiang),生(sheng)(sheng)物反應(ying)器的功能得到優(you)化。目前膜(mo)一曝氣生(sheng)(sheng)物反應(ying)器和(he)萃取(qu)膜(mo)生(sheng)(sheng)物反應(ying)器還處在實驗室階(jie)段,尚(shang)無實際的工程(cheng)應(ying)用。

(3)膜分離生物(wu)反應(ying)器
膜(mo)分離(li)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong)的膜(mo)組件(jian)相當(dang)于傳統生(sheng)物(wu)(wu)處(chu)理系統中(zhong)的二沉池,利用膜(mo)組件(jian)進行(xing)固液(ye)分離(li),截(jie)流的污泥(ni)回(hui)流至生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong),透過水外排。按膜(mo)組件(jian)和生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)的相對位置(zhi)(zhi),膜(mo)分離(li)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)又可以分為一體式(shi)膜(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)、分置(zhi)(zhi)式(shi)膜(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)、復合(he)式(shi)膜(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)三種。
在分(fen)(fen)置式MBR中,生(sheng)物反應器(qi)的(de)混合液(ye)由(you)(you)泵增壓后進入膜(mo)組件,在壓力(li)作(zuo)(zuo)用下膜(mo)過(guo)濾液(ye)成(cheng)為(wei)(wei)系統處理(li)出水,活(huo)性污(wu)泥、大分(fen)(fen)子物質(zhi)等(deng)則(ze)被(bei)膜(mo)截留,并回流到生(sheng)物反應器(qi)內。分(fen)(fen)置式MBR通過(guo)料液(ye)循環錯流運行,其特點是:運行穩定可靠,操作(zuo)(zuo)管理(li)容易,易于膜(mo)的(de)清洗、更換及增設。但為(wei)(wei)了減少污(wu)染物在膜(mo)面的(de)沉(chen)積(ji),由(you)(you)循環泵提供(gong)的(de)料液(ye)流速(su)很高,為(wei)(wei)此動力(li)消耗(hao)較高。
一(yi)(yi)(yi)體式MBR根據生(sheng)物處理的(de)(de)工藝(yi)要(yao)求(qiu),可(ke)分為(wei)兩種(zhong)組(zu)成形式:第一(yi)(yi)(yi)種(zhong)有兩個生(sheng)物反(fan)應(ying)器,其中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)個為(wei)硝(xiao)(xiao)化池,另一(yi)(yi)(yi)個為(wei)反(fan)硝(xiao)(xiao)化池。膜(mo)組(zu)件浸沒于硝(xiao)(xiao)化反(fan)應(ying)器中(zhong)(zhong),兩池之(zhi)間(jian)通過(guo)泵(beng)來更新要(yao)過(guo)濾的(de)(de)混合(he)液。第二種(zhong)組(zu)合(he)最簡單,直接將膜(mo)組(zu)件置于生(sheng)物反(fan)應(ying)器內,通過(guo)真空(kong)泵(beng)或(huo)其它類型的(de)(de)泵(beng)抽吸(xi),得(de)到(dao)過(guo)濾液。為(wei)減少膜(mo)面(mian)污染,延長運行(xing)周期,一(yi)(yi)(yi)般泵(beng)的(de)(de)抽吸(xi)是(shi)間(jian)斷運行(xing)的(de)(de)。

(三)厭氧生(sheng)物處(chu)理法
早在(zai)一百(bai)多年前,人(ren)們就開始采(cai)用(yong)厭氧(yang)工藝處理(li)生活污水污泥。1860年,法國工程師(shi)Mouras首(shou)次采(cai)用(yong)厭氧(yang)方法處理(li)沉(chen)淀池的(de)固定物質(zhi),后來(lai)德國的(de)Karl Imhoff將其發展為目前仍然在(zai)使用(yong)的(de)腐化池和(he)雙(shuang)層(ceng)沉(chen)淀池(又稱Imhoff池) 。
在1910年~1950年間,高(gao)效的(de)(de)(de)、可(ke)加溫(wen)(wen)和(he)(he)(he)攪(jiao)拌的(de)(de)(de)污泥(ni)消(xiao)化(hua)(hua)池(chi)得到了(le)進一步地發(fa)展,如厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)接(jie)觸工藝(yi),這(zhe)(zhe)些反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)被稱(cheng)為(wei)第(di)一代(dai)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)。由于第(di)一代(dai)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)無法將(jiang)污泥(ni)停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間和(he)(he)(he)水(shui)力(li)(li)停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間分開,污泥(ni)中溫(wen)(wen)消(xiao)化(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)(de)HRT長達(da)20 d~30 d ,這(zhe)(zhe)就(jiu)大大增加了(le)消(xiao)化(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)(de)容(rong)積和(he)(he)(he)占地面積,提高(gao)了(le)建設(she)費用。為(wei)了(le)提高(gao)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)處理效率,人們成功(gong)地研究和(he)(he)(he)開發(fa)了(le)第(di)二(er)代(dai)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi),例如厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)濾池(chi)(AF)、升(sheng)流式厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)污泥(ni)床反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)(UASB)、厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)流化(hua)(hua)床(AFB)和(he)(he)(he)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)接(jie)觸膜膨(peng)脹床反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)(AAFEB)等。它們共同(tong)的(de)(de)(de)特(te)點就(jiu)是(shi)可(ke)以(yi)將(jiang)固(gu)體停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間和(he)(he)(he)水(shui)力(li)(li)停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間相分離(li),這(zhe)(zhe)使得反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)內固(gu)體停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間可(ke)以(yi)長達(da)上百天(tian),而水(shui)力(li)(li)停(ting)留(liu)(liu)時(shi)間可(ke)以(yi)從過去(qu)的(de)(de)(de)幾十天(tian)縮短(duan)為(wei)幾天(tian),甚至幾小時(shi)。在已(yi)經開發(fa)的(de)(de)(de)這(zhe)(zhe)些高(gao)效厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)處理系(xi)統(tong)中,UASB已(yi)廣泛用于實際生產中。
AF是(shi)美國斯坦(tan)福大(da)學的(de)兩位(wei)學者首先研制(zhi)的(de)。裝(zhuang)置中填滿了砂礫、卵石、塑料或纖維等,厭氧微生物附著在填料的(de)巨大(da)表面上,可(ke)維持(chi)較高的(de)生物量和較少的(de)SRT。一(yi)般采(cai)用(yong)上流式(shi),在中溫條件(jian)下也可(ke)采(cai)用(yong)下流式(shi)。

UASB即上流式厭氧(yang)污泥(ni)床,是荷(he)蘭農業大學(xue)幾名教授(shou)在AF基礎上發展起來的,其特點是反應(ying)器(qi)的上部(bu)設置1個(ge)氣、固(gu)、液三(san)相(xiang)分離(li)器(qi),混合液中的污泥(ni)能自動回到反應(ying)區以維持(chi)較多(duo)的生物(wu)量和較長的SRT,整個(ge)反應(ying)器(qi)由反應(ying)區和沉淀(dian)區兩(liang)部(bu)分組成。UASB具有(you)很高的容積負荷(he)率和污泥(ni)負荷(he)率。
工作原理:廢水中的有機(ji)污染物(wu)在厭(yan)氧(yang)條(tiao)件下經(jing)微生物(wu)降解,轉(zhuan)化成甲烷、二氧(yang)化碳(tan)等,所產氣(qi)體(ti)(沼氣(qi))含(han)甲烷大(da)于60% ,可作為(wei)能(neng)源再次利用(yong),如(ru)用(yong)于鍋爐(lu)燃(ran)燒、發(fa)電等。這(zhe)樣,既去除了有機(ji)污染物(wu)又回收了能(neng)源。上(shang)(shang)流式厭(yan)氧(yang)污泥床反應器主體(ti)是(shi)內裝顆粒(li)厭(yan)氧(yang)污泥的容器,在其(qi)(qi)上(shang)(shang)部設置專用(yong)的氣(qi)、液(ye)、固分離(li)系統(tong)(即(ji)三相分離(li)器) ,它可使反應器中保(bao)持較高活性(xing)及(ji)(ji)良好沉淀性(xing)能(neng)的厭(yan)氧(yang)微生物(wu),工藝上(shang)(shang)較一般厭(yan)氧(yang)裝置的效率更(geng)高,同時(shi)還節省(sheng)了投資與占地面積。其(qi)(qi)技術關鍵為(wei)三相分離(li)器、布(bu)水系統(tong)及(ji)(ji)工藝條(tiao)件,特別是(shi)形成顆粒(li)污泥的工藝條(tiao)件是(shi)UASB裝置發(fa)揮高效的技術關鍵。

使用UASB處理高濃度污(wu)廢水(shui),UASB的(de)(de)容積負荷可(ke)高達10 kg/ m3·d~50 kg/ m3·d (好(hao)氧(yang)(yang)最(zui)高為5 kg/m3·d~10 kg/ m3·d) ,HRT可(ke)縮短(duan)為10 h~12 h ,這與污(wu)泥床中保留有大(da)量厭氧(yang)(yang)顆(ke)(ke)粒污(wu)泥是分(fen)不(bu)開的(de)(de)。厭氧(yang)(yang)顆(ke)(ke)粒污(wu)泥大(da)多呈卵“,”形,直徑015 mm~5 mm ,具有良好(hao)的(de)(de)沉降性(xing)和(he)生物(wu)活性(xing). UASB反應器(qi)中顆(ke)(ke)粒污(wu)泥的(de)(de)形成往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)幾個月的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian),但向反應器(qi)中加(jia)入惰(duo)性(xing)載體、顆(ke)(ke)粒活性(xing)碳,及(ji)向碳水(shui)中加(jia)入甲醇(chun)都可(ke)以(yi)縮短(duan)顆(ke)(ke)粒的(de)(de)形成時(shi)(shi)(shi)間(jian)。三相(xiang)分(fen)離(li)(li)器(qi)分(fen)離(li)(li)效(xiao)果(guo)的(de)(de)好(hao)壞(huai)也是決定(ding)UASB成功的(de)(de)關鍵。同(tong)時(shi)(shi)(shi),人們在使用厭氧(yang)(yang)工藝過程中開發了水(shui)解(jie)(酸(suan)化)工藝。
水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)酸(suan)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是把廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)不溶物(wu)轉變為(wei)可溶物(wu),將微生(sheng)(sheng)物(wu)難降(jiang)解(jie)物(wu)質轉變為(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)易降(jiang)解(jie)物(wu)質。研究證實,厭氧消化(hua)(hua)過程(cheng)中的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)酸(suan)化(hua)(hua)段,不但能降(jiang)低CODcr ,而且(qie)還可以提高廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)可生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)性,利用這一特點,人們設計并開發了多種類型的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)解(jie)酸(suan)化(hua)(hua)反應(ying)器,在生(sheng)(sheng)活廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、印(yin)染廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、食品廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、化(hua)(hua)工廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)等(deng)治(zhi)理(li)工作中發揮了重要作用,獲得了滿意的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果。
雖然(ran)第(di)二代厭(yan)氧(yang)處(chu)理工藝(yi)在(zai)(zai)應用中取(qu)得了(le)(le)很大成功,但(dan)在(zai)(zai)進一步擴大其(qi)應用范圍時,仍然(ran)遇到了(le)(le)不少問題,迫(po)使人(ren)們(men)在(zai)(zai)此基(ji)礎(chu)上繼續進行研究和開發,這樣(yang)相繼開發了(le)(le)第(di)三代和新型厭(yan)氧(yang)反應器(qi)。主要包括膨脹(zhang)顆粒(li)污泥(ni)床( EGSB)、厭(yan)氧(yang)內(nei)循環(huan)反應器(qi)( IC)、厭(yan)氧(yang)折流板反應器(qi)(ABR)等(deng)。
(四)A-B工藝
A-B工藝即吸(xi)附—生物降解(jie)技術。70年代德國(guo)亞深工業大(da)學的(de)(de)Boehnke教授提(ti)出(chu)了吸(xi)附—生物降解(jie)工藝。由A段和(he)B段組(zu)成(cheng),2段串聯(lian)運行(xing),不設(she)初沉(chen)(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)(chi),污水經預處(chu)理后,直接進(jin)(jin)入A段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi),A段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)排(pai)出(chu)的(de)(de)混合液在中間(jian)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)進(jin)(jin)行(xing)泥(ni)水分離(li),A段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)、中間(jian)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)及其回(hui)流和(he)排(pai)泥(ni)組(zu)成(cheng)A段處(chu)理系(xi)統。中間(jian)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)出(chu)水進(jin)(jin)入B段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)繼續(xu)進(jin)(jin)行(xing)處(chu)理,B段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)混合液排(pai)入二沉(chen)(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)(chi)進(jin)(jin)行(xing)泥(ni)水分離(li),B段曝(pu)(pu)(pu)(pu)氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)、二沉(chen)(chen)(chen)池(chi)(chi)(chi)(chi)及其回(hui)流和(he)排(pai)泥(ni)組(zu)成(cheng)B段處(chu)理系(xi)統。工藝流程如圖(tu):

A-B工藝中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)A段(duan)(duan)為(wei)高(gao)負荷(通常(chang)BOD5的(de)(de)(de)(de)負荷>2.0kgBOD5/kgMLSS·d)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物吸(xi)附(fu)(fu)段(duan)(duan),利用活性(xing)污(wu)泥(ni)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)、絮凝作用將污(wu)水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)有機物吸(xi)附(fu)(fu)于活性(xing)污(wu)泥(ni)上對其進行(xing)(xing)降(jiang)解,A段(duan)(duan)產生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)大(da)量污(wu)泥(ni)在中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)(jian)(jian)沉(chen)淀池進行(xing)(xing)泥(ni)水(shui)分(fen)離,停留(liu)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)30~60min。A段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)是細菌(jun)(大(da)腸桿菌(jun)群) ,其世代時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)短(約為(wei)20 min) ,繁殖速度快。A段(duan)(duan)可(ke)(ke)通過控制溶解氧(yang)含量,以(yi)(yi)好氧(yang)或兼氧(yang)方(fang)式運(yun)(yun)行(xing)(xing),耗氧(yang)量負荷,污(wu)泥(ni)產率較(jiao)高(gao),沉(chen)降(jiang)性(xing)能(neng)較(jiao)好,污(wu)水(shui)經(jing)A段(duan)(duan)處理后(hou)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)性(xing)有可(ke)(ke)能(neng)提高(gao)。B段(duan)(duan)以(yi)(yi)低負荷(BOD5的(de)(de)(de)(de)負<0.1-0.3kg BOD5/kgMLSS·d)運(yun)(yun)行(xing)(xing),停留(liu)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)2~4h,B段(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物中(zhong)(zhong)原生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)動物和后(hou)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)動物占較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)比例。
A-B工藝(yi)的特點有:
(1) A-B工藝具有(you)高(gao)效去(qu)除有(you)機物的能力,BOD5的去(qu)除率可達95 % ,CODCr的去(qu)除率可高(gao)達90 %。
(2) A-B工藝具有較強(qiang)的出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)穩(wen)(wen)定性。A段(duan)對進水(shui)(shui)(shui)(shui)有機(ji)物的負荷、有毒物質(zhi)(zhi)和(he)極(ji)端pH的沖(chong)(chong)擊具有較強(qiang)的緩沖(chong)(chong)能(neng)力(li),使大(da)部分沖(chong)(chong)擊被A段(duan)所截留,從而為B段(duan)提供了良好的微生(sheng)物生(sheng)存環境,保(bao)證(zheng)了總出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的穩(wen)(wen)定性。
(3)A段以兼氧(yang)運行時,可提高污(wu)水的可生化性,從而使A-B工(gong)藝在處理難生物降(jiang)解物質方面具有較高的去(qu)除(chu)率。
(4) A-B工藝污(wu)泥(ni)沉(chen)降性能好,易(yi)于克服污(wu)泥(ni)膨(peng)脹。
(5)B段污泥負荷較低,污泥齡較長(chang),有利于提高(gao)活性污泥中硝化菌的比例,為B段去(qu)除NH3-N創造了比較好的條(tiao)件。
(6)A段(duan)在高負荷條件下運行,污泥(ni)產(chan)量大,其剩余污泥(ni)量較傳統活性(xing)污泥(ni)工(gong)藝多10 %~15 %。
(五)SBR 法
SBR反應器即(ji)序批式活性污(wu)泥生物反應器,是(shi)早期(qi)充排式反應器(Fill-Draw)的(de)一(yi)種改進,比連續(xu)流活性污(wu)泥法(fa)出現得更(geng)早,但由于當時(shi)運行管理條(tiao)件限制而被連續(xu)流系統(tong)取代。隨著自(zi)動控制水平(ping)的(de)提高(gao),SBR法(fa)又引(yin)起(qi)人們(men)的(de)重視并對它進行更(geng)加深入(ru)的(de)研究和改進,自(zi)1995年(nian)我國第一(yi)座SBR處(chu)理設施在(zai)上海吳淞肉聯(lian)廠(chang)投(tou)產運行以來(lai),SBR工(gong)藝(yi)在(zai)國內外已用于屠宰、含酚(fen)、啤(pi)酒、化工(gong)試(shi)劑、魚品加工(gong)。制藥等工(gong)業廢(fei)水及城市生活污(wu)水。SBR工(gong)藝(yi)的(de)曝氣池,在(zai)流態上屬完全混(hun)合,在(zai)有(you)機物降(jiang)解上,卻是(shi)時(shi)間上的(de)推(tui)流,有(you)機物是(shi)隨時(shi)間的(de)推(tui)移(yi)兒被降(jiang)解的(de)。其流程由進水、反應、沉淀(dian)、出水和閑(xian)置等5個基本(ben)過程組成,從污(wu)水流入(ru)到閑(xian)置結(jie)束構成一(yi)個周期(qi),在(zai)每個周期(qi)里上述過程都是(shi)在(zai)一(yi)個設有(you)曝氣或攪(jiao)拌的(de)反應器內依(yi)次(ci)進行。

好(hao)(hao)(hao)氧(yang)(yang)生物(wu)法一般用于處理低(di)濃度有(you)機(ji)廢(fei)水,但(dan)近(jin)年來有(you)人(ren)研制出一些高(gao)效的(de)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)(yang)生物(wu)處理工(gong)藝,可(ke)用于處理高(gao)濃度有(you)機(ji)廢(fei)水,如深井曝(pu)氣(qi)、好(hao)(hao)(hao)氧(yang)(yang)流化床(chuang)和(he)好(hao)(hao)(hao)氧(yang)(yang)活(huo)性(xing)污泥法等。在特(te)定(ding)條件(jian)下(xia),如場地面積小,可(ke)以考慮應用深井曝(pu)氣(qi)法;某些含有(you)抑制厭氧(yang)(yang)菌物(wu)質的(de)廢(fei)水,可(ke)采用高(gao)效好(hao)(hao)(hao)氧(yang)(yang)處理裝置
(六(liu))深井(jing)曝氣法(DSP)
DSP是(shi)20世紀70年代(dai)初,英國(guo)皇家化學工業公司(si)在進行(xing)利用(yong)好氧(yang)細菌生產(chan)(chan)單細胞蛋白(bai)的(de)(de)研究時(shi)派生出(chu)來的(de)(de)一種工藝。它改變了傳統(tong)(tong)生化法處(chu)理(li)(li)污水(shui)時(shi)氧(yang)的(de)(de)轉(zhuan)移率(lv),增大(da)氧(yang)氣(qi)與液膜的(de)(de)接觸面(mian)積,提高了氧(yang)的(de)(de)飽和濃度及其(qi)利用(yong)率(lv),具有(you)很(hen)好的(de)(de)處(chu)理(li)(li)效(xiao)(xiao)果(guo)。DSP法利用(yong)深(shen)井中的(de)(de)靜(jing)水(shui)壓(ya)力把氧(yang)的(de)(de)轉(zhuan)移率(lv)從傳統(tong)(tong)曝(pu)氣(qi)法的(de)(de)5%-15%提高到60%-90%。動(dong)力效(xiao)(xiao)率(lv)很(hen)高,處(chu)理(li)(li)效(xiao)(xiao)果(guo)極好。此(ci)外,還具有(you)產(chan)(chan)泥量(liang)少,不受氣(qi)溫(wen)影響,不產(chan)(chan)生污泥膨脹(zhang),占地面(mian)積小、效(xiao)(xiao)能高、能耗(hao)低、耐沖擊(ji)負荷性能好、操作簡(jian)單、易于(yu)管理(li)(li)、投資少等優點。因此(ci),它廣(guang)泛應用(yong)于(yu)現代(dai)化學合成(cheng)工業的(de)(de)高濃度有(you)機廢水(shui)的(de)(de)治(zhi)理(li)(li),如(ru)塑料、合成(cheng)纖(xian)維、合成(cheng)橡膠、洗滌劑、染料、溶劑、涂料、農(nong)藥、食品添加劑、藥品等工業。

(七)好氧生物流化(hua)床法(fa)(ABFB)
ABFB法是(shi)澳(ao)大(da)利亞科學(xue)家于(yu)20世紀(ji)70年(nian)代初開發(fa)的(de)(de)工(gong)(gong)業廢水生(sheng)物(wu)處(chu)(chu)理工(gong)(gong)藝。這種工(gong)(gong)藝的(de)(de)特(te)點是(shi)反應(ying)器內填(tian)料(liao)的(de)(de)表面(mian)積超過(guo)3 300 m2/m3,生(sheng)物(wu)膜量可達10-40 g/L,比(bi)普通活性(xing)污(wu)泥(ni)法高(gao)1個數量級。因此,該工(gong)(gong)藝具(ju)有效能高(gao)、占地(di)少、投資省等優(you)點。但(dan)由于(yu)要使填(tian)料(liao)流化,必須進行出水循環,并(bing)保持反應(ying)器內具(ju)有一定的(de)(de)流速,從而增加(jia)了運行的(de)(de)復雜(za)性(xing)。目(mu)前(qian),國內利用ABFB處(chu)(chu)理高(gao)濃度有機(ji)廢水尚(shang)處(chu)(chu)于(yu)實驗(yan)階段,工(gong)(gong)程應(ying)用并(bing)不多(duo)。

高(gao)濃度有(you)機污水的(de)處理技術正向高(gao)效、節(jie)能(neng)、環保的(de)方向發(fa)展。好氧(yang)處理技術與厭氧(yang)處理技術的(de)聯合工藝將具有(you)廣(guang)闊的(de)前(qian)景(jing)。
(1)改造(zao)常規的(de)污(wu)水處(chu)理工藝。強化混凝處(chu)理過程(cheng),研制經濟(ji)實用(yong)的(de)強化混凝設備,是(shi)適合我國國情,高濃度難降解有機污(wu)水處(chu)理技術(shu)的(de)重要發展方向之一。
(2)多種處理技(ji)術聯合(he)應(ying)用(yong)。如先用(yong)絮凝、微電解(jie)、電化(hua)學催化(hua)氧化(hua)等技(ji)術破壞水中難降解(jie)的有機(ji)物,提(ti)高(gao)有機(ji)污水的可生化(hua)性,再(zai)交叉耦合(he)生化(hua)方(fang)法進行深(shen)度處理。
(3)發展具(ju)有(you)高(gao)效能(neng)、多功能(neng)、設備(bei)小型化以及更便于操(cao)作的組(zu)合處理裝置(zhi)。另外還須推(tui)行清潔生產,讓污染在生產過程中得到減(jian)少或(huo)消除。
(4)開發(fa)污水(shui)凈化生物強(qiang)化技術。即(ji)向系統中投加(jia)從自(zi)然界中篩(shai)選的優勢種群或通(tong)過(guo)基因工(gong)程改良的能夠快速“吃”污的高效降解(jie)菌,以強(qiang)化高濃度有機污水(shui)的處理效果。

登錄
