天津眾邁生物處理技術(shù)原理

【資料簡(jiǎn)介】

天津眾邁生物處理技術(shù)原理

厭氧生物處理技術(shù)在水處理行業(yè)中一直都受到環(huán)保工作者們的青睞，由于其具有良好的去除效果，更高的反應(yīng)速率和對(duì)毒性物質(zhì)更好的適應(yīng)，更重要的是由于其相對(duì)好氧生物處理廢水來(lái)說(shuō)不需要為氧的傳遞提供大量的能耗，使得厭氧生物處理在水處理行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。

但由于總體反應(yīng)式基于莫諾方程的厭氧處理受到低濃度廢水Ks的限制，所以厭氧在處理低濃度廢水方面沒(méi)有太大的空間，可近的一些報(bào)道和試驗(yàn)表明，厭氧如果提供合適的外部條件，在處理低濃度廢水方面仍然有非常高的處理效果。

我們可以根據(jù)厭氧反應(yīng)的原理加以動(dòng)力學(xué)方程推導(dǎo)出厭氧生物處理低濃度廢水尤其在處理生活污水方面的合適條件。

二、厭氧反應(yīng)四個(gè)階段

一般來(lái)說(shuō)，廢水中復(fù)雜有機(jī)物物料比較多，通過(guò)厭氧分解分四個(gè)階段加以降解:

(1)水解階段:高分子有機(jī)物由于其大分子體積，不能直接通過(guò)厭氧菌的細(xì)胞壁，需要在微生物體外通過(guò)胞外酶加以分解成小分子。廢水中典型的有機(jī)物質(zhì)比如纖維素被纖維素酶分解成纖維二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被分解成短肽和氨基酸。分解后的這些小分子能夠通過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入到細(xì)胞的體內(nèi)進(jìn)行下一步的分解。

(2)酸化階段:上述的小分子有機(jī)物進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)轉(zhuǎn)化成更為簡(jiǎn)單的化合物并被分配到細(xì)胞外，這一階段的主要產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，同時(shí)還有部分的醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等產(chǎn)物產(chǎn)生。

(3)產(chǎn)乙酸階段:在此階段，上一步的產(chǎn)物進(jìn)一步被轉(zhuǎn)化成乙酸、碳酸、氫氣以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

(4)產(chǎn)甲烷階段:在這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇都被轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。這一階段也是整個(gè)厭氧過(guò)程為重要的階段和整個(gè)厭氧反應(yīng)過(guò)程的限速階段。

再上述四個(gè)階段中，有人認(rèn)為第二個(gè)階段和第三個(gè)階段可以分為一個(gè)階段，在這兩個(gè)階段的反應(yīng)是在同一類細(xì)菌體類完成的。前三個(gè)階段的反應(yīng)速度很快，如果用莫諾方程來(lái)模擬前三個(gè)階段的反應(yīng)速率的話，Ks(半速率常數(shù))可以在50mg/l以下，μ可以達(dá)到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四個(gè)反應(yīng)階段通常很慢，同時(shí)也是為重要的反應(yīng)過(guò)程，在前面幾個(gè)階段中，廢水的中污染物質(zhì)只是形態(tài)上發(fā)生變化，COD幾乎沒(méi)有什么去除，只是在第四個(gè)階段中污染物質(zhì)變成甲烷等氣體，使廢水中COD大幅度下降。同時(shí)在第四個(gè)階段產(chǎn)生大量的堿度這與前三個(gè)階段產(chǎn)生的有機(jī)酸相平衡，維持廢水中的PH穩(wěn)定，保證反應(yīng)的連續(xù)進(jìn)行。

三 水解反應(yīng)

水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的溶解性單體和二聚體的過(guò)程。水解反應(yīng)針對(duì)不同的廢水類型差別很大，這要取決于胞外酶能否有效的接觸到底物。因此，大的顆粒比小顆粒底物要難降解很多，比如造紙廢水、印染廢水和制藥廢水的木質(zhì)素、大分子纖維素就很難水解。

水解速度的可由以下動(dòng)力學(xué)方程加以描述:

ρ=ρo/(1+Kh.T)

ρ --可降解的非溶解性底物濃度(g/l);

ρo---非溶解性底物的初始濃度(g/l);

Kh--水解常數(shù)(d-1);

T--停留時(shí)間(d)。

一般來(lái)說(shuō)，影響Kh的因素很多，很難確定一個(gè)特定的方程來(lái)求解Kh，但我們可以根據(jù)一些特定條件的Kh，反推導(dǎo)出水解反應(yīng)器的容積和佳反應(yīng)條件。在實(shí)際工程實(shí)施中，有條件的話，好針對(duì)要處理的廢水作一些Kh的測(cè)試工作。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外一些報(bào)道的研究，提出在低溫下水解對(duì)脂肪和蛋白質(zhì)的降解速率非常慢，這個(gè)時(shí)候，可以不考慮厭氧處理方式。對(duì)于生活污水來(lái)說(shuō)，在溫度15的情況下，Kh=0.2左右。但在水解階段我們不需要過(guò)多的COD去除效果，而且在一個(gè)反應(yīng)器中你很難嚴(yán)格的把厭氧反應(yīng)的幾個(gè)階段區(qū)分開(kāi)來(lái)，一旦停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)工程的經(jīng)濟(jì)性就不太實(shí)用。如果就單獨(dú)的水解反應(yīng)針對(duì)生活污水來(lái)說(shuō)，COD可以控制到0.1的去除效果就可以了。

把這些參數(shù)和給定的條件代入到水解動(dòng)力學(xué)方程中，可以得到停留水解停留時(shí)間:

T=13.44h

這對(duì)于水解和后續(xù)階段處于一個(gè)反應(yīng)器中厭氧處理單元來(lái)說(shuō)是一個(gè)很短的時(shí)間，在實(shí)際工程中也*可以實(shí)現(xiàn)。如果有條件的地方我們可以適當(dāng)提高廢水的反應(yīng)溫度，這樣反應(yīng)時(shí)間還會(huì)大大縮短。而且一般對(duì)于城市污水來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)的排水管網(wǎng)和廢水中本生的生物多樣性，所以當(dāng)廢水流到廢水處理場(chǎng)時(shí)，這個(gè)過(guò)程也在很大程度上完成，到目前為止還沒(méi)有看到關(guān)于水解作為生活污水厭氧反應(yīng)的限速報(bào)道。

四 發(fā)酵酸化反應(yīng)

發(fā)酵可以被定義為有機(jī)化合物既作為電子受體也作為電子供體的生物降解過(guò)程，在此過(guò)程中有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物。

酸化過(guò)程是由大量的、多種多樣的發(fā)酵細(xì)菌來(lái)完成的，在這些細(xì)菌中大部分是專性厭氧菌，只有1%是兼性厭氧菌，但正是這1%的兼性菌在反應(yīng)器受到氧氣的沖擊時(shí)，能迅速消耗掉這些氧氣，保持廢水低的氧化還原電位，同時(shí)也保護(hù)了產(chǎn)甲烷菌的運(yùn)行條件。

酸化過(guò)程的底物取決于厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。對(duì)于一個(gè)穩(wěn)態(tài)的反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，乙酸、二氧化碳、氫氣則是酸化反應(yīng)的主要產(chǎn)物。這些都是產(chǎn)甲烷階段所需要的底物。

在這個(gè)階段產(chǎn)生兩種重要的厭氧反應(yīng)是否正常的底物就是揮發(fā)性脂肪酸(VFA)和氨氮。VFA過(guò)高會(huì)使廢水的PH下降，逐漸影響到產(chǎn)甲烷菌的正常進(jìn)行，使產(chǎn)氣量減小，同時(shí)整個(gè)反應(yīng)的自然堿度也會(huì)較少，系統(tǒng)平衡PH的能力減弱，整個(gè)反應(yīng)會(huì)形成惡性循環(huán)，使得整個(gè)反應(yīng)器終失敗。氨氮它起到一個(gè)平衡的作用，一方面，它能夠中和一部分VFA，使廢水PH具有更大的緩沖能力，同時(shí)又給生物體合成自生生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但過(guò)高的氨氮會(huì)給微生物帶來(lái)毒性，廢水中的氨氮主要是由于蛋白質(zhì)的分解帶來(lái)的，典型的生活污水中含有20-50mg/l左右的氨氮，這個(gè)范圍是厭氧微生物非常理想的范圍。

另外一個(gè)重要指標(biāo)就是廢水中氫氣的濃度，以含碳17的脂肪酸降解為例:

CH3(CH2)15COO-+14H2O-> 7CH3COO-+CH3CH2COO-+7H++14H2

脂肪酸的降解都會(huì)產(chǎn)生大量的氫氣，如果要使上述反應(yīng)得以正常進(jìn)行，必須在下一反應(yīng)中消耗掉足夠的氫氣，來(lái)維持這一反應(yīng)的平衡。如果廢水的氫氣指標(biāo)過(guò)高，表明廢水的產(chǎn)甲烷反應(yīng)已經(jīng)受到嚴(yán)重抑制，需要進(jìn)行修復(fù)，一般來(lái)說(shuō)氫氣濃度升高是伴隨PH指標(biāo)降低的，所以不難監(jiān)測(cè)到廢水中氫氣的變化情況，但廢水本身有一定的緩沖能力，所以*通過(guò)PH下降來(lái)判斷氫氣濃度的變化有一定的滯后性，所以通過(guò)監(jiān)測(cè)廢水中氫氣濃度的變化是對(duì)整個(gè)反應(yīng)器反應(yīng)狀態(tài)一個(gè)kuaijie的表現(xiàn)形式。

地埋式生活污水處理設(shè)備安裝要求

1、現(xiàn)場(chǎng)安裝流程：定位放線—開(kāi)挖基坑—基礎(chǔ)處理—安放生化池—注水穩(wěn)定—管道連接—覆土回填—分層夯實(shí)—檢查驗(yàn)收；

2、地埋式一體化污水處理設(shè)備的具體安裝位置和埋設(shè)深度以及進(jìn)出水管連接等，應(yīng)由設(shè)計(jì)人員確定；

3、污水處理設(shè)備地基承載力不得低于50KN/m²，否則需對(duì)地基另行處理；

4、地下水十分豐富的情況下，埋設(shè)地埋式污水處理設(shè)備時(shí)應(yīng)另作滲水處理

5、基坑開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，埋設(shè)坑底部必須保持水平，并且無(wú)尖銳巖石或突起，底部鋪設(shè)300cm厚砂墊層；

6、地埋式污水處理設(shè)備安裝過(guò)程中嚴(yán)禁使用堅(jiān)硬的器物敲擊或撬移，以免造成生化池表面損傷或變形；

7、地埋式污水處理設(shè)備安裝后，由頂部檢修孔同時(shí)均勻向生化池內(nèi)注入清水，注滿為止；待污水處理設(shè)施沉降穩(wěn)定后連接進(jìn)出水管道；

8、回填土?xí)r，盡量選擇均勻土質(zhì)的土，避免將較大的石塊或尖銳物體用作回填；

9、回填完成后，檢修孔露出窨井底部5cm，窨井蓋板需露出地面5cm；

10、當(dāng)?shù)芈袷缴钗鬯幚碓O(shè)備安裝在車行道或停車場(chǎng)下時(shí)，生化池上面必須采用c30以上鋼筋混泥土路面，且厚度不得少于20cm，具體方案視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。