厭氧生化法
近年來,厭氧發(fā)酵法處理淀粉廢水主要有升流式厭氧污泥床(UASB)、厭氧流化床(AFB)、厭氧接觸法(ACP)、兩相厭氧消化法(TPAD)和厭氧濾池(AF)等。
1.升流式厭氧污泥床(UASB)
UASB內(nèi)的水流方向與產(chǎn)氣上升方向相一致,一方面減少了堵塞的機(jī)率,另一方面則加強(qiáng)了對(duì)污泥床的攪拌混合作用而有利于微生物與進(jìn)水基質(zhì)間的混合接觸及顆粒污泥的形成。該工藝不僅投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡便,而且產(chǎn)生可供利用的沼氣,處理后的廢水達(dá)標(biāo)排放,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
張振家等采用UASB反應(yīng)器處理淀粉廢水,具有容積負(fù)荷及去除率高等顯著優(yōu)點(diǎn),在反應(yīng)器COD容積負(fù)荷保持在10kg/(m3?d)以上時(shí),COD去除率可達(dá)90%以上,有機(jī)氮去除率亦達(dá)80%,為后續(xù)處理打下良好基礎(chǔ)。試驗(yàn)結(jié)果表明,微量元素在廢水的厭氧生物處理過程中具有不可少或缺的作用,因此在厭氧處理過程中,必須充分重視厭氧反應(yīng)體系對(duì)微量元素的需求,保證供給。
2、厭氧流化床(AFB)
該反應(yīng)器內(nèi)填充著粒徑小、比表面積大的載體,厭氧微生物組成的生物膜在載體表面生長,載體處于流化狀態(tài),具有良好的傳質(zhì)條件,微生物易與廢水充分接觸,細(xì)菌具有很高的活性,設(shè)備處理效率高。
欒金義等將生物流化床與接觸氧化法相結(jié)合的復(fù)合生物流化床方法,使淀粉廢水先經(jīng)過流化的生物載體后再經(jīng)填料層,處理北京某淀粉廠的廢水,COD去除率達(dá)90%左右,廢水可達(dá)標(biāo)排放。該方法可使生物流化床技術(shù)與接觸氧化法的優(yōu)缺點(diǎn)相互補(bǔ)充,大大提高了處理效率。
3、垂直折流厭氧污泥床(VBASB)
VBASB是一種復(fù)合型厭氧反應(yīng)器,它是以UASB反應(yīng)器為主體,綜合了ACP、UASB和AF三種工藝的特點(diǎn),可視為在UASB反應(yīng)器內(nèi)加四道垂直擋板,使反應(yīng)器的水流上下垂直折流,處理過的廢水再經(jīng)三相分離器流出反應(yīng)器,使反應(yīng)器內(nèi)的水流呈推流的特點(diǎn),對(duì)高懸浮物高濃度有機(jī)廢水比AF和UASB有更好的適應(yīng)性。
賀曉紅等介紹了在常溫條件下,采用VBASB反應(yīng)器處理淀粉廢水的經(jīng)濟(jì)有效的方法。當(dāng)HRT=12h時(shí),反應(yīng)器的平均進(jìn)水COD為4511.8mg/L,平均COD容積負(fù)荷為903kg/(m3?d),出水COD平均為778.1mg/L,平均處理效率達(dá)81.47%,1gCOD的沼氣平均產(chǎn)率為0.30L,同時(shí),在反應(yīng)器內(nèi)部形成了大量活性良好的顆粒污泥。在處理過程中,主要控制因素為VFA、堿度和pH。保持反應(yīng)器中VFA在500mg/L以下,堿度在1000mg/L左右,pH在6.3~7.6是適宜的。處理后的出水進(jìn)一步經(jīng)過好氧生物處理,即可達(dá)標(biāo)排放。
4、厭氧接觸消化法
厭氧接觸消化法屬第二代厭氧消化技術(shù),由于采用將消化污泥回流至消化器的措施,可保持消化設(shè)施內(nèi)較高濃度的生物量,從而提高了消化器的容積負(fù)荷。與上流式厭氧污泥床、厭氧濾床相比,厭氧接觸消化法雖然負(fù)荷較低,但運(yùn)行可靠,起動(dòng)時(shí)間較短,但目前國內(nèi)在淀粉廢水處理方面的研究和應(yīng)用并不多見。
佘宗蓮等采用厭氧接觸消化技術(shù),分別在中溫32℃和自然溫度條件下處理淀粉廠的高濃度廢水。結(jié)果表明,采用中溫厭氧消化可取得較好的處理效果,原水不調(diào)pH4.0~4.9直接進(jìn)反應(yīng)器,COD容積負(fù)荷最高達(dá)5.06kg/(m3?d),進(jìn)水COD平均為11.604×10mg/L,出水COD平均為1778mg/L,COD去除率達(dá)85.8%,出水pH提高到6.4~7.0。采用自然溫度消化,當(dāng)氣溫大于24℃時(shí),可取得較好的處理效果。
5、厭氧折流板ABR反應(yīng)器
ABR反應(yīng)器作為一種理想的多段分相、混合流態(tài)處理工藝,具有比其他厭氧工藝更為優(yōu)越的特性。
沈耀良等對(duì)ABR反應(yīng)器處理高濃度淀粉加工廢水的效果及污泥特性進(jìn)行了研究,在中溫35士0.5℃、進(jìn)水COD負(fù)荷為12~18kg/(m3?d)、HRT=12~24h時(shí),COD的去除率可達(dá)72%~96%。研究表明,不同條件下反應(yīng)器不同隔室中的VFA及pH的變化呈現(xiàn)出顯著的相分離及移動(dòng)的特征,反應(yīng)器中形成SVI為18~25mL/g、平均粒徑為2~3mm大者可達(dá)4~5mm、性能良好的顆粒污泥,且其特性隨不同隔室而呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化規(guī)律。該方法對(duì)高濃度淀粉加工廢水具有穩(wěn)定高效的處理效果。
6、厭氧濾池(AF)
裝置中填滿了如沙礫、塑料、泡沫等填料,使厭氧微生物附著在上面生長,可維持較高的生物量和較長的SRT。但由于該裝置易發(fā)生堵塞,所以主要用于處理含懸浮物較少的中、低濃度廢水,近些年使用該方法處理淀粉廢水方面的報(bào)道不多。
Ahn等采用兩種不同的方式,對(duì)厭氧濾池處理馬鈴薯淀粉廢水的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,盡管兩種模式下反應(yīng)器均運(yùn)行正常,但是對(duì)出水COD的預(yù)測(cè)受進(jìn)水水質(zhì)的影響嚴(yán)重。
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