(2)生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点,其机理是在曝气反应池内设置填料,池内既有活性污泥又有生物膜,形成密集的生物群体,较多的增加了废水与生物接触的面积,连续曝气和生物膜的及时更新,增强了生物的活性。科技论文。生物接触氧化池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,促进生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜将随出水流出池外,废水中污染物在此过程中被微生物分解消耗,从而使废水得到净化处理。
生物接触氧化法具有以下特点:①由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,故生物接触氧化池具有较高的容积负荷;②由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;③剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;④处理能力高,处理效果稳定。科技论文。
2.厌氧生物处理法
2.1 厌氧生物处理废水的基本原理
厌氧发酵处理的基本原理是将溶解在废水中的有机物,通过微生物作用使其转化成为生物气体,主要成分为甲烷,可作为工厂燃料燃烧以产生热量加以利用。
由于一般处理废水方法费用较高,特别是好氧发酵的动力消耗大,而且还要花费很多费用来处理生物污泥;而在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出现。厌氧生物处理是一种有效、简单、费用低廉的低成本处理技术,是将废水处理与能源回收相结合的一种技术;同时由于新的更加严格的环保法规对制浆和造纸工厂废水排放的限制,所以这些因素都促使制浆和造纸工厂采用厌氧处理废水。
2.2 厌氧生物处理废水的新工艺与技术
目前采用厌氧技术处理废水的工艺也很多,造纸业早使用的两种厌氧系统:厌氧接触工艺CSTR(continuous stirred tank)和上流式污泥床工艺UASB(Up-flow Anaerobic SludgeBed)。目前具有高传质效率和污泥浓度,高反应器负荷的具有代表的新型反应器有:流化床FB(Fluidised Bed)、膨胀颗粒污泥床EGSB(Expanded Granular SludgeBed)和内循环反应器IC(InternalCirculation reactiors)。下面就介绍一下UASB和内循环反应器IC两种厌氧生物处理废水的方法。
(1)UASB方法
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,它是由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化为沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡,在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时,折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。
UASB的主要优点是:
①UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20-40gVSS/1;②有机负荷高,水力停留时间短,采用中温发酵时,容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;③无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;④污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题;⑤UASB内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内,通常可以不设污泥回流设备。
主要缺点是:
①进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高,一般控制在100mg/l以下;②污泥床内有短流现象,影响处理能力;③对水质和负荷突然变化较敏感,耐冲击力稍差。
UASB工艺近年来在国内外发展很快,应用面很宽,在各个行业都有应用,生产性规模不等。科技论文。实践证明,它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺,既解决了环境污染问题,又能取得较好的经济效益,具有广阔的应用前景。
(2)内循环反应器IC
内循环厌氧反应器(Internal Circulation Reactiors 简称IC)是由荷兰Paques公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的高效厌氧反应器。它也存在厌氧细菌聚集形成的“颗粒污泥”,也是上流式颗粒污泥处理系统。废水在反应器中也是自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。事实上,IC反应器可以简单化地理解为两个上下组合在一起的UASB反应器,一个是下部的高负荷部分,一个是上部的低负荷部分。IC反应器与UASB的最大不同之处是,废水处理中由COD转化产生的生物气的引出分为两个阶段,下部产生的气体产生一个水和污泥的循环回流,由此引起的强烈的搅拌作用和高的上流速度,极大地改善了污染物从液相到颗粒污泥的传质过程,因此有极高的净化效率,这是内循环Internal Circulation reactiors一词的由来。
内循环(IC)厌氧反应器目前已经成功用于造纸工业废水处理,与UASB相比它具有以下优点:有更高的负荷和净化效率,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上;占地面积小,其体积相当于普通反应器的1/4-1/3左右,大大降低了反应器的基建投资;抗低温能力强,IC反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重;具有缓冲pH的能力,内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流,可利用COD转化的碱度,对pH起缓冲作用,使反应器内pH保持最佳状态,同时还可减少进水的投碱量;内部自动循环,不必外加动力,节省了动力消耗;出水稳定性好;启动周期短,IC反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启动周期长达4~6个月;沼气利用价值高,反应器产生的生物气纯度高,CH4为70%~80%,CO2为20%~30%,其它有机物为1%~5%,可作为燃料加以利用。
结论:
制浆造纸废水具有浓度高、水量大、色度深、含纤维悬浮物多、BOD和COD含量高等特点。生物法处理制浆造纸废水具有效率高、成本低、二次污染少等优点,今后随着造纸工业和生物技术的迅猛发展以及对环境质量要求的提高,生物处理技术必将在制浆造纸工业废水处理中得到更广泛的应用,研究高效、低耗、技术简单的制浆造纸废水生物处理技术是一个非常有前途的课题。
参考文献:
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[3] 贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].中国轻工业出版社,1999.
[4]杨玲,李文俊,高焱仁.制浆造纸废水生物技术处理及其研究进展. 环境保护,2008.1:30-32.
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