论文—高浓度有机废水处理技术

论文—高浓度有机废水处理技术内容摘要：

物附着在滤料或某些载体上生长繁育 ,并在其上形成膜状生物污泥 ——— 生物膜(Biofilm)。 与传统法处理污水相比，膜生物反应器具有以下几个方面的特征 : ① 出水水质好 用超微滤膜组件取代二次沉淀池可以使生物反应器获得比普通活性污泥法更高的生物浓度，提高了生物降解能力，处理效果好。 同时膜分离后出水质量高，当处理对象为生活污水时，可满足建设部生活回用水水质标准 C( 89)。 ② 工艺参数易于控制 膜生物反应器内可以 实现 STR和 HTR的完全分离。 通过控制较长的 STR，使世代时间较长的硝化菌得以富集，提高硝化效果。 同时膜分离也使废水中那些大分子、颗粒状难降解的成分在有限体积的生物反应器中有足够的停留时间，从而达到较高去除率。 ③ 设备紧凑，占地少 由于生物反应器内污泥浓度高，容积负荷可大大提高，生物反应器体积大大减小。 从形式上看，一体式膜生物反应器可使设备更加紧凑。 ④ 污泥产率低同传统活性污泥法相比，膜生物反应器的污泥产率很低 如表 11： ⑤ 抗冲击负荷能力强 膜生物反应器中维持着高浓度的 MLSS，使它比传 统生物法具有高得多的抗冲击负荷能力。 ⑥ 易于自动控制管理 膜分离单元不受污泥膨胀等因素的影响，易于设计成自动控制系统，便于管理。 通常提到的膜生物反应器，实际上是三类反应器的总称，它们分别是 (l)膜一曝气生物反应器(MembrnaeAaertionBioeractor， MABR)。 (2)萃取膜生物反应器 E(xartctiveMembnareBioeroactr， EMBR)。 (3)膜分离生物反应器 (BiomassSeparationMembnareBioeracotr， BSMBR，简称 MBR). (l)膜一曝气生物反应器 无泡曝气 MBR 最早见于 等于 1988 年的报道。 它采用透气性致密膜 (如硅橡胶膜 )或微孔膜 (如疏水性聚合膜 )，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点 b(ubblepoin)t 的情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。 由于传递的气体含在膜系统中，因此提高了接触时间，极大地提高了传氧效率。 同时由于气液两相被膜分开，有利于曝气工艺的更好控制，有效地将曝气和混合功能分开。 因为供氧面积一定，所以该工艺不受传统曝气系统中气泡大小及其停留时间等因素的影响。 (2)萃取膜生物反应器 萃取 MBR 是结合膜萃取和生物降解，利用膜将有毒工业废水中有毒的、溶解性差的优先污染物从废水中萃取出来，然后用专性菌对其进行单独的生化降解，从而使专性菌不受废水中离子强度和 pH 值的影响，生物反应器的功能得到优化。 目前膜一曝气生物反应器和萃取膜生物反应器还处在实验室阶段，尚无实际的工程应用。 (3)膜分离生物反应器 膜分离生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。 按膜组件和生物反应器的相对位置，膜分离生物反应器又可以分为一体式膜生物 反应器、分置式膜生物反应器、复合式膜生物反应器三种。 在分置式 MBR 中，生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件，在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水，活性污泥、大分子物质等则被膜截留，并回流到生物反应器内。 分置式 MBR 通过料液循环错流运行，其特点是 :运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设。 但为了减少污染物在膜面的沉积，由循环泵提供的料液流速很高，为此动力消耗较高。 一体式 MBR 根据生物处理的工艺要求，可分为两种组成形式 :第一种有两个生物反应器，其中一个为硝化池，另一个为反硝化池。 膜组件浸没于硝 化反应器中，两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。 第二种组合最 简单，直接将膜组件置于生物反应器内，通过真空泵或其它类型的泵抽吸，得到过滤液。 为减少膜面污染，延长运行周期，一般泵的抽吸是间断运行的。 厌氧生物处理法 早在一百多年前 ,人们就开始采用厌氧工艺处理生活污水污泥 . 1860 年 ,法国工程师 Mouras 首次采 用厌氧方法处理沉淀池的固定物质 [1112] ,后来德国的 Karl Imhoff 将其发展为目前仍然在使用的腐化池和双层沉淀池 (又称 Imhoff 池 ) [13] . 在 1910 年～ 1950 年间 ,高效的、可加温和搅拌的污泥消化池得到了进一步地发展 ,如厌氧接触工艺 ,这些反应器被称为第一代厌氧反应器 . 由于第一代厌氧反应器无法 将污泥停留时间和水力停留时间分开 ,污泥中温消化池的 HRT 长达 20 d～ 30 d ,这就大大增加了消化池的容积和占地面积 ,提高了建设费用 .为了提高厌氧反应系统的处理效率 ,人们成功地研究和开发了第二代厌氧反应器 ,例如厌氧滤池 (AF) 、升流式厌氧污泥床反应器 (UASB) 、厌氧流化床 (AFB) 和厌氧接触膜膨胀床反应器 (AAFEB) 等 [14]。 它们共同的特点 就是可以将固体停留时间和水力停留时间相分离 ,这使得反应器内固体停留时间可以长达上百天 ,而水力停留时间可以从过去的几十天缩短为几天 ,甚至几小时。 在已经开发的这些高效厌氧处理系统中 ,UASB 已广泛用于实际生产中。 UASB 即上流式厌氧污泥床。 工作原理 :废水中的有机污染物在厌氧条件下经微生物降解 ,转化成甲烷、二氧化碳等 ,所产气体 (沼气 )含甲烷大于 60% ,可 作 为能源再次利用 ,如用于锅炉燃烧、发电等。 这样 ,既去除了有机污染物又回收了能源。 上流式厌氧污泥床反应器主体是内装颗粒厌氧污泥的容器 ,在其上部设置专用的气、 液、固分离系统 (即三相分离器 ) ,它可使反应器中保持较高活性及良好沉淀性能的厌氧微生物 ,工艺上较一般厌氧装置的效率更高 ,同时还节省了投资与占地面积。 其技术关键为三相分离器、布水系统及工艺条件 ,特别是形成颗粒污泥的工艺条件是 UASB 装置发挥高效的技术关键。 使用 UASB 处理高浓度污废水 ,UASB 的容积负荷可高达 10 kg/ m3 d～ 50 kg/ m3 d (好氧最高为 5 kg/m3 d～ 10 kg/ m3 d) ,HRT 可缩短为 10 h～ 12 h ,这与污泥床中保留有大量厌氧颗粒污泥是分不开的。 厌氧 颗粒污泥大多呈卵“ ,”形 ,直径 015 mm～ 5 mm ,具有良好的沉降性和生物活性 . UASB 反应器中颗粒污泥的形成往往需要几个月的时间 ,但向反应器中加入惰性载体、颗粒活性碳 ,及向碳水中加入甲醇都可以缩短颗粒的形成时间。 三相分离器分离。