化工廢水厭氧處理反應器是一種利用厭氧微生物在無氧條件下分解化工廢水中有機污染物的處理技術,具有處理效率高、能耗低、污泥產量少等優點。
系統組成
預處理單元:包括格柵、沉砂池、調節池等。格柵用于去除廢水中的大塊固體雜物;沉砂池可沉淀去除廢水中的砂粒等無機顆粒;調節池用于調節廢水的水質、水量和水溫,使其滿足后續處理單元的進水要求。
厭氧反應器:這是核心處理單元,常見的厭氧反應器有升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧折流板反應器(ABR)、內循環厭氧反應器(IC)等。不同類型的反應器在結構和性能上有所差異,但都旨在為厭氧微生物提供良好的生長環境,使廢水與微生物充分接觸,實現有機物的厭氧分解。
沼氣收集與處理單元:厭氧反應過程中會產生沼氣,主要成分是甲烷和二氧化碳。沼氣收集系統通過管道將沼氣收集起來,經過脫硫、脫水等凈化處理后,可作為能源用于發電、供熱等,實現資源的回收利用。
后處理單元:厭氧處理后的廢水通常還需要進行后續處理,以達到更高的排放標準或回用要求。后處理單元可包括好氧處理、混凝沉淀、過濾、消毒等工藝,進一步去除廢水中的有機物、氨氮、懸浮物等污染物。
工作原理
水解酸化階段:復雜的大分子有機物在水解酶的作用下,被分解為較小的分子有機物,如多糖被水解為單糖,蛋白質被水解為氨基酸,脂肪被水解為脂肪酸和甘油等。這些小分子有機物進一步在酸化菌的作用下,轉化為揮發性脂肪酸(VFA)、醇類、二氧化碳和氫氣等。
產乙酸階段:產乙酸菌將水解酸化階段產生的 VFA 和醇類等中間產物轉化為乙酸、二氧化碳和氫氣。
產甲烷階段:產甲烷菌利用乙酸、二氧化碳和氫氣等生成甲烷。這是厭氧處理過程的最后一個階段,也是產生能源沼氣的關鍵步驟。
處理流程
廢水進入預處理單元:化工廢水首入格柵,去除大顆粒雜質,然后流入沉砂池,去除砂粒等。接著進入調節池,通過攪拌等措施使廢水水質、水量均勻化,并調節水溫至適宜范圍。
化工廢水厭氧處理反應器
進入厭氧反應器:經過預處理的廢水從厭氧反應器底部進入,在反應器內與厭氧微生物充分混合接觸。隨著廢水在反應器內向上流動,有機物在厭氧微生物的作用下逐步被分解,產生沼氣和處理后的廢水。沼氣從反應器頂部收集,廢水則從反應器上部流出進入后處理單元。
后處理:根據廢水的最終排放或回用要求,選擇合適的后處理工藝對厭氧處理后的廢水進行進一步處理,達標后排放或回用。
影響因素
溫度:厭氧微生物對溫度較為敏感,一般可分為低溫(10 - 20℃)、中溫(30 - 35℃)和高溫(50 - 55℃)三個溫度范圍。在適宜的溫度范圍內,微生物的代謝活動旺盛,處理效果較好。
pH 值:厭氧處理過程中,適宜的 pH 值通常在 6.5 - 7.5 之間。pH 值過高或過低都會影響厭氧微生物的活性,進而影響處理效果。
有機負荷:指單位體積反應器在單位時間內承受的有機物量。有機負荷過高會導致反應器內有機酸積累,pH 值下降,影響微生物的生長和代謝;有機負荷過低則會使反應器的處理能力得不到充分發揮。
營養物質:厭氧微生物生長需要適量的氮、磷等營養物質,一般要求廢水中的碳氮磷比(BOD?:N:P)為 200 - 300:5:1。