厭氧生物處理可以分為幾類?
隨著厭氧處理在高濃度有機(jī)廢水處理方面的廣泛應(yīng)用,厭氧處理的工藝由普通消化法逐漸演變發(fā)展為厭氧接觸器法、厭氧生物濾池法、上升式厭氧污泥反應(yīng)器法(UASB)、厭氧流化床法、分段厭氧消化法、水解(酸化)法等。
1、厭氧接觸法
運(yùn)行表明,該法可允許廢水中含有較多的懸浮固體。和好氧的完全混合活性污泥法一樣,廢水進(jìn)入消化池后,迅速地與與池內(nèi)混合液混合,泥、水就能充分接觸。由厭氧池排出的混合液在沉淀池中進(jìn)行固液分離,廢水由沉淀池上部排出,沉淀污泥回流至消化池。回流量一般為人流廢水量(處理有機(jī)廢水時(shí))或投配污泥量(污泥消化時(shí))的2~4 倍。污泥回流可使污泥不流失,從而使運(yùn)行穩(wěn)定,還可提高消化池內(nèi)污泥濃度,因此,在一定程度上提高了消化池的有機(jī)負(fù)荷和處理效率。該工藝的缺點(diǎn)在于氣泡黏附在泥上,影響污泥沉降。但如在消化池與沉淀池之間加設(shè)脫除氣泡的減壓裝置,則可改善污泥在沉淀池中的沉降性能。
2、厭氧生物濾池法
厭氧生物濾池的構(gòu)造類似于一般的好氧生物濾池,池內(nèi)放置填料,但池頂密封。廢水從池底進(jìn)入,而從池頂排出。填料浸沒在水中,微生物附著生長(zhǎng)在填料上,濾池中的微生物量較高,因此可達(dá)到較高的處理效果。濾料可采用拳狀濾料,如碎石、卵石等,也可使用塑料填料。
厭氧生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是: 處理能力較高,出水 SS 較低,操作方便,設(shè)備簡(jiǎn)單,濾池內(nèi)可以保持很高的微生物濃度而不需要攪拌設(shè)備,不需要另設(shè)泥水分離設(shè)備。它的主要缺點(diǎn)是: 濾料費(fèi)用較貴,濾料容易堵塞,尤其是在濾池下部生物膜濃度很大,容易堵塞;濾池的清洗也還沒有簡(jiǎn)單有效的方法。因此,它主要適用于含懸浮物很低的溶解性有機(jī)物污染的廢水。
3、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器法
上流式厭氧污泥床反應(yīng)器,簡(jiǎn)稱 UASB反應(yīng)器是廢水自下而上地通過(guò)厭氧污泥床反應(yīng)器。是一種有發(fā)展前途的厭氧處理設(shè)備。與厭氧接觸法、厭氧生物濾池等相比,UASB 具有運(yùn)行費(fèi)用低、投資省、效果好、耐沖擊負(fù)荷、適應(yīng) pH 和溫度變化、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及便于操作等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用日益廣泛。UASB 反應(yīng)器的特色主要體現(xiàn)在反應(yīng)器內(nèi)顆粒污泥的形成,使反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度大幅度提高,水力停留時(shí)間因此大大縮短,加上UASB內(nèi)設(shè)三相分離器而省去了沉淀池,又不需攪拌設(shè)備和填料,從而使結(jié)構(gòu)也趨于簡(jiǎn)單。UASB 可處理幾乎所有以有機(jī)污染物為主的廢水,例如各類發(fā)酵工業(yè)、淀粉加工、制糖、罐頭、飲料、牛奶與乳制品、蔬菜加工、豆制品、肉類加工、皮革、造紙、制藥及石油精煉及石油化工等各種來(lái)源的有機(jī)廢水。
4、厭氧流化床法
工藝是借鑒流態(tài)化技術(shù)的一種生物反應(yīng)裝置。它以小粒徑載體為流化粒料,廢水作為流化介質(zhì)。當(dāng)廢水以升流式通過(guò)床體時(shí),與床中附著于載體上的厭氧微生物膜不斷接觸反應(yīng),達(dá)到厭氧生物降解目的,產(chǎn)生的沼氣,于床頂部排出。厭氧流化床具有以下特點(diǎn):
——載體比表面積大,有機(jī)物容積負(fù)荷大,水力停留時(shí)間短,具有較強(qiáng)的耐沖擊能力,運(yùn)行穩(wěn)定;
——載體處于流化狀態(tài),床層不易堵塞,因而適合各種高低濃度廢水的處理;
——有機(jī)物凈化速度快;
——床內(nèi)生物膜停留時(shí)間較長(zhǎng),剩余污泥量少;
——占地少,結(jié)構(gòu)緊,投資省等。
另外,為了防止床層堵塞現(xiàn)象和減少動(dòng)力消耗,可采取下述措施:
——間隙性流化床工藝,即以固定床與流化床間歇性交替操作,固定操作時(shí)停止回流,流化床操作時(shí)啟動(dòng)回流循環(huán)泵;
——盡量取質(zhì)輕、粒細(xì)的載體,保持低的回流量,甚至免除回流就可實(shí)現(xiàn)床層流態(tài)化。
5、兩相厭氧法
兩相厭氧法是一種將水解酸化的過(guò)程和甲烷化過(guò)程分開在兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,從而使兩類微生物都能在各自的最佳條件下生長(zhǎng)繁殖,進(jìn)行厭氧消化的方法。第一個(gè)反應(yīng)器的作用是水解和酸化有機(jī)底物使之成為可被甲烷菌利用的有機(jī)酸;其次是作為緩沖器,由底物濃度和進(jìn)水量引起的負(fù)荷沖擊得到緩沖,有害物質(zhì)也得到稀釋,一些難降解物質(zhì)得到截流。
兩相厭氧法具有如下特點(diǎn):
——耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定;
——兩階段反應(yīng)不在同一反應(yīng)器中進(jìn)行,互相影響小,可更好地控制工藝條件;
——消化效率高,尤其適于處理含懸浮固體多、難消化降解的高濃度有機(jī)廢水。
它的缺點(diǎn)是設(shè)備較多,流程和操作復(fù)雜。研究表明,兩段式并不是對(duì)各種廢水都能提高負(fù)荷。對(duì)于容易降解的廢水,無(wú)論采用一段法或兩段法,負(fù)荷和效果都差不多。而且,兩段法的運(yùn)行穩(wěn)定而設(shè)備和操作卻較復(fù)雜。因此,在實(shí)際生產(chǎn)中,究竟采用什么樣的反應(yīng)器以及如何組合,要根據(jù)具體的水質(zhì)情況而定。
6、水解(酸化法)
水解是指有機(jī)物(底物)進(jìn)人微生物細(xì)胞前,在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。這一階段的基本特征是生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在細(xì)胞外,微生物通過(guò)釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來(lái)完成生物催化反應(yīng)。生物催化反應(yīng)主要表現(xiàn)為大分子物質(zhì)的斷鏈和水溶。自然界中許多物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、糖類、脂肪等)能在好氧、缺氧或厭氧條件進(jìn)行水解。