生化法是利用微生物的代謝作用來分解廢水中的有機(jī)物,即利用微生物酶來氧化或還原染料分子,破壞其不飽和鍵及發(fā)色基團(tuán),從而達(dá)到處理目的的一種印染廢水處理方法。盡管印染廢水的可生化性(BOD/CODcr)差,含有有毒有害物質(zhì),仍可以通過優(yōu)勢(shì)菌種的選育,在適宜的環(huán)境中降解印染廢水。由于生化法操作簡(jiǎn)單,運(yùn)行費(fèi)用低,無二次污染的優(yōu)點(diǎn),在印染廢水的處理中得到了廣泛的應(yīng)用。生物法的缺點(diǎn)在于微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度等條件有一定的要求,傳統(tǒng)的生物法難以適應(yīng)印染廢水水質(zhì)波動(dòng)大、染料種類多、毒性高的特點(diǎn);同時(shí)還存在占地面積大、一次性投入大、對(duì)色度和COD去除率低等缺點(diǎn)。生物法處理印染廢水的脫色率和去除率不高(一般不適宜單獨(dú)應(yīng)用),可作為預(yù)處理或深度處理。
工藝特征
4.1 相分離途徑
厭氧消化過程貫穿產(chǎn)酸和產(chǎn)氣2個(gè)階段,要使水解酸化過程順利進(jìn)行,必須抑制產(chǎn)氣階段的進(jìn)行,其相分離的途徑可分為3種:
4.1.1 在酸化反應(yīng)器中通過某種條件對(duì)產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行選擇性的抑制,如適量投加CCl4、CH3Cl,控制微量氧,調(diào)節(jié)氧化還原電位和pH值等.
4.1.2 對(duì)產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌進(jìn)行滲析分離[2].
4.1.3 通過動(dòng)力學(xué)參數(shù)來控制,如控制有機(jī)負(fù)荷、水力停留時(shí)間(HRT)等。一般負(fù)荷越高,產(chǎn)酸菌繁殖越快,有機(jī)酸濃度越高,對(duì)甲烷菌的抑制作用也越強(qiáng),從而達(dá)到有效相分離的目的。
2)A/A/O工藝:A/A/O工藝是在A/O工藝流程前增加一個(gè)厭氧處理段,將廢水中難以降解的有機(jī)物開環(huán)變?yōu)殒湢罨衔?,長(zhǎng)鏈的化合物斷鏈為短鏈的化合物。該工藝應(yīng)用于江西某煤焦化廢水處理。焦化廢水經(jīng)A/A/O工藝處理后,COD質(zhì)量濃度由3257mg/L降至143.5mg/L,揮發(fā)酚質(zhì)量濃度由1014.5mg/L降至0.1mg/L,氨氮質(zhì)量濃度由84.6mg/L降至6~15mg/L。
污泥含有多種有機(jī)物,因此需要多種微生物來分解。有關(guān)資料將厭氧消化中的微生物分為兩類:產(chǎn)酸菌和甲烷菌。所以,我們也能把厭氧消化分為兩步。步,由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產(chǎn)酸菌通過水解作用溶解有機(jī)固體。接著溶解質(zhì)由發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為酒精和低分子量分子。第二步,有嚴(yán)格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因?yàn)閮煞N菌群只能在無氧的環(huán)境下存活,所以厭氧消化的反應(yīng)器必須是密閉的。設(shè)計(jì)容器的時(shí)候同時(shí)也要考慮另外的一些因素,例如:溫度、pH值和混合物攪拌。
厭氧生物處理作為污水處理的一個(gè)重要方法,具有許多優(yōu)點(diǎn),尤其適用于高濃度有機(jī)廢水的處理,但也存在處理過程不穩(wěn)定、運(yùn)行周期長(zhǎng)、反應(yīng)器啟動(dòng)緩慢等缺陷。對(duì)高濃度有機(jī)廢水而言,將厭氧工藝控制在產(chǎn)酸階段,不僅降低了對(duì)環(huán)境條件的要求,從而使厭氧段所需容積縮小,同時(shí)也可不考慮氣體的利用系統(tǒng),從而節(jié)省基建費(fèi)用。對(duì)于中低濃度的污水來說,由于其有機(jī)物濃度低,若采用以能源回收為主要目的之一的厭氧消化,在經(jīng)濟(jì)上未必合算。水解酸化工藝與普通曝氣工藝相比,盡管處理效果較差,但由于無需曝氣而大大降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。因此,探討水解酸化動(dòng)力學(xué)特性和工藝過程,尋求一種節(jié)能高效的污水處理工藝,具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。大型化驗(yàn)室污水處理設(shè)備
水解酸化工藝機(jī)理
水解酸化工藝是考慮到產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同,將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間段短的厭氧處理第1 階段,即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物,將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。水解酸化工藝作為各種生化處理的預(yù)處理,可改進(jìn)廢水的可生化性,為廢水的有效處理創(chuàng)造良好的條件。厭氧生物降解的基本模式為水解階段,固體物質(zhì)降解為溶解性的物質(zhì),大分子物質(zhì)降解為小分子物質(zhì);產(chǎn)酸階段,碳水化合物降解為短鏈的揮發(fā)性酸,主要是醋酸、丁酸和丙酸;甲烷化階段是整個(gè)厭氧消化過程的控制階段。
污泥也可以通過好氧消化穩(wěn)定。這種消化基本上只能用于可生化污泥而不能用于初沉池污泥,伴隨著二沉池和污泥濃縮池中污泥體積的減少,這個(gè)工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應(yīng)用于深度曝氣系統(tǒng)。再者,好氧消化對(duì)環(huán)境條件不敏感,也不局限有流行變化。
污泥消化以后,污泥中的有機(jī)物能被去除并且能進(jìn)一步的減少污泥體積。接下來,污泥需要處置。多種方法可以用來有效的處置污泥。其中包括焚燒、衛(wèi)生填埋和用作化肥以及土壤改良劑。原污泥可以用來焚燒,可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來引起和維持燃燒,城市垃圾也可能用來達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。原污泥和消化污泥也可以用衛(wèi)生填埋來處置。污泥的土地應(yīng)用實(shí)踐了好幾年,而現(xiàn)在只限于處理消化污泥。污泥的營(yíng)養(yǎng)成分有利于植物成長(zhǎng),而其顆粒特性可用于土地改良。這些應(yīng)用局限有飼料作物和非人類消費(fèi),而運(yùn)用于支持可食用植物的可能性正在研究中。污泥土地應(yīng)用的主要限制因素為植物富集金屬毒性和水體富營(yíng)養(yǎng)污染。污泥的應(yīng)用可通過在流態(tài)時(shí)由噴淋器噴淋、溝渠導(dǎo)流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統(tǒng)農(nóng)用機(jī)械鋪設(shè)在土地之上在和培養(yǎng)土壤。
厭氧-缺氧-好氧工藝組合:石利軍等將缺氧-好氧(A/O)工藝應(yīng)用到搖動(dòng)床技術(shù)中的研究結(jié)果表明在進(jìn)水的COD質(zhì)量濃度為400~600mg/L、氨氮濃度為20~40mg/L、硝化液回流比為2.5和水力停留時(shí)間為26.1h的情況下,出水COD濃度小于40mg/L。隨著回流比的增大,總氮去除率也增大,A/O搖動(dòng)床對(duì)石化廢水具有較好的脫氮效果。
生物濾池和膜生物反應(yīng)器相關(guān)工藝組合:宋國(guó)華等將曝氣生物濾池(BAF)和膜生物反應(yīng)器(MBR)置于同一反應(yīng)器中,對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的石油化工廢水進(jìn)行處理。結(jié)果表明,廢水的濁度、COD和石油類物質(zhì)的去除率分別為98%~99%、86%~96%和80%~95%。劉明國(guó)等采用臭氧-曝氣生物濾池工藝對(duì)石化廠廢水進(jìn)行處理,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在臭氧投加量為10mg·L-1,接觸時(shí)間為4min,pH值偏堿性時(shí),臭氧預(yù)氧化石化二級(jí)出水效果較好,臭氧氧化能將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì),使得相對(duì)分子質(zhì)量小于1000的有機(jī)物比例增加約15%,有效提高了廢水的可生化性。生物濾池和膜生物反應(yīng)器工藝組合充分利用了生物濾池的生物降解能力和膜生物反應(yīng)器的過濾作用,增加了水力停留時(shí)間,從而強(qiáng)化了對(duì)石化廢水的處理效果。而且兩者組合的工藝具有抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、出水水質(zhì)好和運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),有著較好的應(yīng)用范圍和發(fā)展前景。大型化驗(yàn)室污水處理設(shè)備
大量的污泥產(chǎn)生,而這種污泥中含有相當(dāng)大量的油,必須在終處置之前將之去除。煉油廠產(chǎn)生的污泥不能被安全的處置,除非將其含油量去除到一定程度。此外,在煉油廠的油水分離系統(tǒng)和儲(chǔ)油罐中因?yàn)楹驮系睦鄯e而產(chǎn)生的污泥的處理費(fèi)用很高,并且對(duì)環(huán)境造成很嚴(yán)重的污染。石油是一種疏水混合物例如:烷烴,芳香烴,樹脂和瀝青。許多化合物是有毒性的,致突變的和致癌的。它們的排放的受到嚴(yán)格控制的,因?yàn)樗鼈儗?duì)人體健康和環(huán)境的負(fù)面影響,它們被美國(guó)環(huán)保部門分類并列為環(huán)境污染物優(yōu)先。
有很多種方法可以用來處理含油污泥?;瘜W(xué)和物理的方法例如:焚燒、氯氧化、臭氧氧化和燃燒,生物的處理方法例如:生物修復(fù)、傳統(tǒng)堆肥法等等?,F(xiàn)在,隨著技術(shù)的發(fā)展,含油污泥的低溫冷處理和生物修復(fù)成為了兩條有效的處理途徑。
低溫冷處理技術(shù)作為一種物理的處理方法能有效地增加污泥的脫水性質(zhì),改變絮凝劑的結(jié)構(gòu)形式并減少污泥周圍的水含量。比較那種“初沉降”,冷處理能夠除掉溶液中的雜質(zhì),因此達(dá)到更好濃縮目的,近就是在討論冷處理的這種好處。據(jù)我們所知,現(xiàn)在的資料中沒有討論冷處理技術(shù)來分離油泥中的油的可行性。但是,如果在自然條件允許的許多國(guó)家里,冷處理技術(shù)提供了一種有效的處理含油污泥的處理和處置的方法。