高濃度廢水處理設(shè)備工藝介紹

一、高濃度廢水的來源

高濃度廢水一般指造紙、皮革和食品工業(yè)排放的化學(xué)需氧量在2 000毫克/升以上的廢水。這些廢水含有大量碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素等有機(jī)物，如果直接排放，會造成嚴(yán)重污染。

二、高濃度廢水的水質(zhì)特征

（1）有機(jī)物濃度高。COD一般為2 000 mg/L以上，有些高達(dá)數(shù)萬至數(shù)十萬mg/L，但BOD相對較低，很多廢水BOD與COD之比不足0.3。

（2）成分復(fù)雜。含毒性物質(zhì)的廢水中有機(jī)物多為芳香族化合物和雜環(huán)化合物，多含硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機(jī)物。

（3）色度高，有異味。有些廢水散發(fā)出刺鼻的惡臭，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不良影響。

（4）具有強(qiáng)酸強(qiáng)堿性。

三、高濃度有機(jī)廢水危害

高濃度廢水主要有以下三種危害:

（1）需氧性危害。由于生物降解，高濃度有機(jī)污水使受體缺氧、厭氧，造成大量水生生物死亡，產(chǎn)生惡臭，使水質(zhì)和環(huán)境惡化。

（2）感觀性污染。高濃度有機(jī)污水不僅使水體失去利用價(jià)值，而且嚴(yán)重影響水體附近人們的正常生活。

（3）致毒性危害。高濃度有機(jī)污水含有大量有毒有機(jī)物，這些有毒有機(jī)物會積累并儲存在水體、土壤等自然環(huán)境中，最終進(jìn)入人體，從而危及人體健康。

四、高濃度廢水處理設(shè)備工藝介紹

1、生物處理技術(shù)

生物處理是廢水凈化的主要工藝，用于處理的有機(jī)廢水。生物處理(Biological treatment)是利用微生物的代謝作用來分解和轉(zhuǎn)化水中有毒有害化學(xué)物質(zhì)和其他各種超標(biāo)成分的生物技術(shù)。降解的主要場所是含有微生物、生物膜及其相應(yīng)反應(yīng)器的活性污泥。因此，各種生物處理方法和技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。微生物法不僅經(jīng)濟(jì)安全，而且污染物閾值低，殘留少，無二次污染。具有良好的應(yīng)用前景。根據(jù)不同的反應(yīng)條件，微生物處理可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。

（1）好氧活性污泥法

在污水處理中，活性污泥法是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。它是對天然水體自凈的人工模擬，增強(qiáng)了水的自凈能力，并用懸浮微生物絮凝物處理有機(jī)污水?；钚晕勰喾ㄗ?914年在曼徹斯特實(shí)驗(yàn)廠建立以來，已有90多年的歷史。隨著活性污泥法在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用和技術(shù)的不斷創(chuàng)新和改進(jìn)，特別是近幾十年來，活性污泥法在反應(yīng)動力學(xué)和技術(shù)方面取得了長足的進(jìn)步，在對其生物反應(yīng)和凈化機(jī)理進(jìn)行深入研究和探討的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了多種能夠適應(yīng)各種條件的工藝流程。目前，活性污泥法已成為各種有機(jī)污水的主要處理技術(shù)。

根據(jù)各種運(yùn)行方式的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用條件，好氧活性污泥法可分為普通活性污泥法、還原曝氣活性污泥法、分段進(jìn)水活性污泥法、吸附再生活性污泥法(CSAS)、全混合活性污泥法(CMAS)、高負(fù)荷活性污泥法和純氧曝氣活性污泥法(HPOAS)。上述污水處理方法在平衡有機(jī)負(fù)荷和需氧量、提高曝氣池對水質(zhì)、水量和沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性、減少污泥產(chǎn)生、縮短曝氣時(shí)間、提高氧氣向混合液的輸送能力和利用率、減少污泥膨脹的發(fā)生等方面都是對傳統(tǒng)活性污泥法的改進(jìn)。在改善的同時(shí)，不可避免地會出現(xiàn)處理效果差的缺點(diǎn)，特別是對于高濃度有機(jī)污水，處理起來更加困難和合理。

（2）好氧生物膜法

①膜-曝氣生物反應(yīng)器

采用透氣致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水聚合物膜)，采用板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)B (UbblePoint) T的條件下，實(shí)現(xiàn)對生物反應(yīng)器的無氣泡曝氣..由于傳遞的氣體含在膜系統(tǒng)中，因此提高了接觸時(shí)間，極大地提高了傳氧效率。同時(shí)氣液兩相復(fù)膜分離，有利于更好地控制曝氣工藝，有效地分離曝氣與混合功能。由于供氧面積是確定的，該過程不受傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)中氣泡大小和停留時(shí)間等因素的影響。

（3）膜分離生物反應(yīng)器

膜分離生物反應(yīng)器中的膜組件相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池。膜組件用于固液分離，截留的污泥回流到生物反應(yīng)器中，通過水排出。根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的相對位置，膜分離生物反應(yīng)器可分為三種類型:一體式膜生物反應(yīng)器、分體式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合膜生物反應(yīng)器。

在分體式膜生物反應(yīng)器中，生物反應(yīng)器的混合液由泵加壓進(jìn)入膜組件，在壓力作用下，膜過濾液成為系統(tǒng)處理后的出水，而活性污泥、高分子物質(zhì)等被膜截留并返回生物反應(yīng)器。分置式MBR通過料液循環(huán)錯(cuò)流運(yùn)行，其特點(diǎn)是：運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更換及增設(shè)。然而，為了減少污染物在膜表面的沉積，循環(huán)泵提供的進(jìn)料液體的流速非常高，因此功耗很高。

依據(jù)生物解決的加工工藝規(guī)定，集成化膜生物反應(yīng)器可分成二種方式:這種是硝化池，另這種是反硝化池。膜組件浸沒于硝化反應(yīng)器中，兩池之間通過泵來更新要過濾的混合液。第二種組合最簡單，直接將膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)，通過真空泵或其它類型的泵抽吸，得到過濾液。為了減少膜表面污染，延長運(yùn)行周期，泵通常間歇運(yùn)行。

①厭氧生物處理法

UASB是上流式厭氧污泥床，在反應(yīng)器上部設(shè)置一個(gè)氣固液三相分離器，混合液中的污泥具有自動返回反應(yīng)區(qū)維持大量生物量和長SRT的特點(diǎn)，整個(gè)反應(yīng)器由反應(yīng)區(qū)和沉淀區(qū)兩部分組成。UASB具有很高的容積負(fù)荷率和污泥負(fù)荷率。UASB處理高濃度廢水時(shí)，UASB的容積負(fù)荷可高達(dá)10kg/m3·d ~ 50kg/m3·d(需氧最大值為5kg/m3·d ~ 10kg/m3·d)，水力停留時(shí)間可縮短至10h ~ 12h，這與污泥床中剩余的大量厭氧顆粒污泥密不可分。厭氧顆粒污泥大多呈卵狀，直徑為015 mm ~ 5 mm，具有良好的沉降和生物活性。UASB反應(yīng)器中顆粒污泥的形成通常需要幾個(gè)月的時(shí)間，但在碳水中加入惰性載體、顆?；钚蕴亢图状伎梢钥s短顆粒的形成時(shí)間。三相分離器分離效果的好壞也是決定UASB成功的關(guān)鍵。同時(shí)，人們在使用厭氧工藝過程中開發(fā)了水解(酸化)工藝。

水解酸化的目的是將廢水中的不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，將微生物難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物可降解物質(zhì)。研究證明，厭氧消化過程中水解酸化段不僅可以降低CODcr，而且可以提高廢水的可生化性?；谶@一特點(diǎn)，人們設(shè)計(jì)開發(fā)了各種類型的水解酸化反應(yīng)器，在生活廢水、印染廢水、食品廢水和化工廢水的處理中發(fā)揮了重要作用，并取得了令人滿意的效果。

雖然第二代厭氧處理工藝在應(yīng)用上取得了巨大的成功，但在進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍的過程中仍然遇到了許多問題，迫使人們在此基礎(chǔ)上繼續(xù)研發(fā)，從而相繼開發(fā)出第三代和新型厭氧反應(yīng)器。主要包括膨脹顆粒污泥床(EGSB)、厭氧內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器、厭氧折流板反應(yīng)器等。高濃度廢水處理設(shè)備工藝介紹。