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(岩土工程专业论文)两相厌氧—好氧工艺动力学和操作参数估算.pdf.pdf 免费下载
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删大学硕士学位论文摘要鼹1 2 8 0 6 0 两相厌氧一好氧工艺动力学和操作参数估算 ( 摘要) 研究生姓名:李宇庆指导教师:王复明,高健磊 ( 郑州大学环境与水利学院,河南郑州4 5 0 0 0 2 ) 经济有效地处理化纤棉浆粕生产废水是目前国内外废水处理领域面临的 难题之一。本文以采用两相厌氧一好氧s b r 组合工艺技术建成的废水生产性处 理设施为对象,进行现场试验研究,估算生化处理系统中主要单元设施的动力 学参数和操作参数,为该系统过程优化研究提供了参考依据。 一 通过实际工程设施运行状况调查,确认废水处理系统存在下列l a - i 题:( 1 ) 厌氧水解池污泥v s s s s 值较低,酸化率较低;( 2 ) u b f 反应器运行水力负荷、容积 负荷均大大低于工艺设计要求,反应器中污泥浓度和去除率均较低;( 3 ) 好氧s b r 系统中污泥浓度较高,但v s s s s 值较小,污泥沉降性能不理想,去除率偏低;( 4 ) 生化处理系统操作控制参数不够优化。 针对处理系统中存在的问题,本文提出如下研究内容:( 1 ) 通过两相厌氧 工艺的现场调整,估算两相厌氧系统动力学参数,并与类似工业废水测定结果 进行比较;( 2 ) 好氧处理系统生化反应动力学参数的测定:( 3 ) s b r 工艺动力 学设计法的研究,及其与负荷设计法的设计结果比较。 研究将从两相厌氧处理系统和好氧s b r 处理系统两方面展开。对两相厌氧 系统的研究工作主要是在工程项目调研的基础上,针对系统中需进一步完善和 解决的问题,进行工艺调整和现场试验研究,主要内容有水解池污泥回流率调 整、排泥和u b f 反应器出水回流等。然后在系统相当稳定的情况下,估算其单 元反应器的生化动力学参数,并与类似工业废水( 制浆和造纸废水) 的有关动 力学参数进行了比较;最后对实际运行情况作进一步的讨论和分析,为今后该 系统优化工作的开展作准备。 对好氧s b r 系统,首先是在加强系统操作管理和工艺调整的基础上,使 s b r 系统处于相对稳定状态。按照间歇操作反应器( b s t r ) 原理和生化反应动 力学方程,通过现场试验测定s b r 池的生化反应动力学参数,并与类似工业废 水( 制浆和造纸废水) 的有关动力学参数作分析比较。然后结合本文提出的s b 8 工艺动力学模型进行工艺设计,并将设计结果与s b r 工艺负荷设计法作比较。 郑卅l 大学硕士学位论文摘要 得到初步研究结论如下: 1 根据现场运行数据估算了水解酸化池和u b f 反应器的动力学参数,水 解池动力学参数为k d = o 0 8 8 d ,v 。= 2 8 d ,k s = 2 8 2 4 m g c o d “l , y = 0 1 8 m g v s s m g c o d 。r i u b f 动力学参数为k d = 0 0 1 l d 一,v 。a x = o 2 8 d ,k s = 6 3 5 m g c o d 。r l ,y = 0 1 5 m g v s s m g c o d 。,经修正公式计算,在 水温自然变化范围内( 2 7 3 2 ) ,k 。、v 。、受温度影响较大,其变化范 围分别是1 5 1 0 1 并u2 1 1 0 1 ;由现场试验测定了s b r 池的动力学 参数,动力学参数u 。= o 7 0 - 0 9 1 m g b o d j m g g s s d ,k 产1 5 5 吨0 4 m g b o d j l , y m6 6 - - 0 鼢r 酬s s i r 印吸,k m0 3 1 m0 4 l 一,k m5 2 - 0 删耽i t g v s s 吐k 均弘1 4 2 m g c o b j l ,y ,- o 3 8 - - 0 4 5 i i l g v s s m g c o d o ,l ( d = o 0 2 1 - 0 0 2 9 d 。经 修正公式计算,在水温自然变化范围内( 2 7 - 3 1 ) ,心、比、k 和k 。受温 度影响较大,其变化范围分别是1 1 9 0 和1 1 9 0 。从动力学参数 测定结果比较与分析可知,棉浆粕废水虽比一般纸浆和造纸废水具有更 好的可生化处理性,但仍属较难降解的有机废水。 2在水解池工艺调整现场试验过程中,生产中排放的高浓度废水曾连续数天 c o d 。- _ _ 7 5 0 0 m g 1 ,最高时曾高达9 2 0 0 r a g 1 ,污泥负荷n s = o 8 7 k g c o d 。k g s s d , 但水解池运行情况基本正常,主要表现在污泥指标和有机物去除率未有大 的波动,这在一定程度上说明水解池对进水的冲击负荷有较好的适应能 力。通过调整回流率( r = 3 0 4 5 ) ,控制排泥量( q w i = 1 0 3 8 m 3 d ) 等措施可以使水解池污泥浓度、污泥负荷保持相对稳定。 3 s b r 好氧系统按以下运行模式:单池周期进水1 7 0 0 m 3 左右,周期t = 1 2 h ( 迸 水t f 2 5 h ,曝气t 。:7 h ,静止沉淀t s = l h ,排水t 。:4 h ) ,隔天排泥一次,每 次排泥1 h ( 约3 5 8 m 3 左右) ,可以使系统维持较好的工况。 4 按照本文所述动力学设计法和负荷设计法进行s b r 工艺设计,单池有效 容积、运行周期等设计结果基本相同;即便如此,通过动力学设计过程计 算求得s f 、x f 、x r 等重要状态变量,有助于进一步深入研究s b r 反应器 基质降解规律。根据动力学设计法计算曝气反应时间t r = 4 8 h ,与负荷设计 法中的反应时间相差1 2 h ,由动力学设计法假定泥龄0 c = 1 0 d 时,求得单 池周期排泥量x w = 8 4 9 6 k g 。 1 1 郑州大学硕士学位论文捅要 建议 1 棉浆粕废水难降解成分多、处理难度大,目前尚无成熟达标处理工艺,还 需根据今后的实际运行情况来不断总结经验,以期在现有工艺处理设施的 基础上,探索经济、高效的运行管理模式。 2 由于时间和条件的限制,本文只完成了该废水处理系统中主要单元设施动 力学参数和部分操作参数的估算,建议在有条件的情况下对各单元反应器 作更具体的研究,以便进一步优化生化处理系统的工艺参数。s b r 工艺限 制性曝气方式和非限制性曝气方式各有优劣,分别适用于不同的处理目标 和条件,需要在今后的生产实践中作充分比较,以优选确定适合本工程的 操作运行模式。r 【关键词】棉浆粕废水两相厌氧一好氧工艺动力学参数操作参数 估算水解池u b fs b r现场试验 i i i 郑州大学硕士学位论文摘要 e s t i m a t j o no ft h ek i n e t i cc o n s t a n t sa n do p e r a t i o n a ip a r a m e t e r s nt h et w o - p h a s ea n a e r o b ic - a e r o bicp r o c e s s ( a b s t r a c t ) l iy u q i n gd i r e c t e d b y w a n g f u - r u i n g a n dg a oj i a n l e i ( s c h o o lo f e n v i r o n m e n t a n dw a t e rc o n s e r v a n c y , z h e n g z h o uu n i v e r s i t y , h e n n a n ,4 5 0 0 0 2 ) n o w a d a y s i ti so n eo ft h ed i f f i c u l tp r o b l e m si no u rc o u n t r ya n d a b r o a dw a s t e w a t e rt r e a t m e n tf i e l d s ,t h a th o wt ot r e a tt h ec h e m i c a f i b r e c o t t o np u l pm i l lw a s t e w a t e re c o n o m i c a l ya n de f f i c l e n t l y t h ep a p e rd e a l e d w i t hc o n s t r u c t e di n d u s t r i a lt r e a t m e n te q u i p m e n t ,w h i e hu s i n gt h et w o p h a s ea n a e r o b i c - - a e r o b i cs b rc o m b i n e dt e c h n o l o g y ,t h r o u g ht h e f u l l 一s c a l ep l a n tt e s t ,e s t i m a t e dt h ek i n e t i cc o n s t a n t sa n do p e r a t i o n a i p a r a m e t e r so ft h ek e yu n i te q u i p m e n t si nt h et r e a t m e n ts y s t e m ,i no r d e r t op r o v i d es o m er e f e r a b l eg r o u n d sf o rt h es t u d yo nt h eo p t i m a lp r o c e s s t h r o u g h t h e p r o j e c t i n v e s t i g a t i o n ,w e c o n f i r m e dt h e f o l l o w i n g p r o b l e me x i s t i n gi nt h ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t : t h ev s s s sr a t eo ft h e s l u d g ei nt h ea n a e r o b i ch y d r o y t i ct a n kw a sl o w ,a sw e l la st h ea e i d i f i e d r a t e ,:t h eo p e r a t i o n a lh y d r a u l i cl o a d i n gr a t ea n d v o l u m el o a d i n gr a t e i nu b fw e r eb o t hl o w e rt h a nt h ed e s i g nr e q u i r e m e n t ,i na d d i t i o n ,t h e a c t i v es l u d g ec o n c e n t r a t i o na n dt h er e m o v a lr a t ei nt h er e a c t o r sw e r e l o w ,t o o :t h ea c t i v es l u d g ec o n c e n t r a t i o ni nt h ea e r o b i cs b rs y s t e m w a sab i th i g h ,b u tt h ev s s s sr a t ea n dr e m o v a lr a t ei sl o w ,f u r t h e r m o r e ,t h e s e t t l i n gp r o p e r t yo ft h es l u d g ei s n o ti d e a l :t h e r ew e r eas e to f o p e r a t i o n a l a n dc o n t r o l l i n gp a r a m e t e r si nt h eb i o c h e m i c a lt r e a t m e n t s y s t e m w h i c hn e e do p t i m i z ea n di m p r o v ef u r t h e r h i g h l i g h t i n gt oc o u n t e rt h em a i np r o b l e mi nt h et r e a t m e n ts y s t e m ,w e p u tf o r w a r dt h ec o n t e n t so ft h es t u d y :t h r o u g ht h ep r o c e s sa d j u s t m e n t a n df u ll s e a l ep l a n tt e s t e s t i m a t i o no ft h ek i n e t i ec o n s t a n t si nt h e t w o p h a s ea n a e r o b i cs y s t e m ,c o m p a r i n gw i t ht h o s eo ft h es i m ii a ri n d u s t r y i v 郑州大学硕士学位论文摘要 w a s t e w a t e r :t h ed e t e r m i n a t i o no ft h ea e r o b i ck i n e t i cc o n s t a n t s :t h e r e s e a r c ho ft h ek i n e t i cd e s i g nm e t h o do ns b r ,a n dc o m p a r i n gw i t ht h e r e s u l t so ft h ev o l u m e1 0 a d i n gd e s i g nm e t h o d t h es t u d ys t r e 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m a lr e s e a r c ho n t h es y s t e m f o rt h ea e r o b i cs b rs y s t e m ,w es h o u l dm a i n t a i nt h e s y s t e mt ob e s t e a d yt h r o u g hs t r e n g t h e n i n gt h eo p e r a t i o nm a n a g e m e n t a c c o r d i n gt ot h e b a t c hs t i f r e dt a n k r e a c t o r ( b s t r ) t h e o r ya n d b i o c h e m i c a lk i n e t i c e q u a t i o n ,w ed e t e r m i n e dt h ek i n e t i cc o n s t a n t sj ns b ru n i tb yf u l l 一s c a l e t e s t ,a n dc o m p a r e dw i t ht h o s eo ft h es i m i l a ri n d u s t r yw a s t e w a t e r ( p u l p a n d p a p e r m i11w a s t e w a t e r ) t h e nw es t a r t e dt ot h e p r o c e s sd e s i g n a c c o r d i n gt ot h es b rk i n e t i cm o d e l ,a n dc o m p a r e dw i t ht h er e s u l to ft h e v 0 1 u m e1 0 a d i n gd e s i g nm e t h o d p r i m a r yc o n c l u s i o n : 1 a c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o n a ld a t a ,w ee s t i m a t e dt h ek i n e t i cc o n s t a n t s i na n a e r o b i ch y d r o l y t i ct a n ka n du b f f o rt h e h y d r o l y t i ct a n k ,i t y i e l d e dv a l u e so f2 8d a y 。f o r 、l 。,2 8 2 4 m g c o d 。,1f o rk 。,0 1 8 m g v s s m g c o d 。, f o ry ,0 0 8 8d a y f o rk d f o ru b f ,i ty i e l d e dv a l u e so f0 2 8 d a y 一、 f o r v ,6 3 5 m g c o d 。1 f o r k s ,0 1 5 m g v s s m g c o d 。,f o ry ,0 o l ld a y lf o r k d c a l c u l a t e db yt h ec o r r e c t i v ef o r m u l a ,w ef o u n dt h ec o n s t a n t s ,s u c h a sk da n dv w a sr e m a r k a b l yi n f l u e n c e d b y t h en a t u r a l l yc h a n g e d v 郑州大学硕士学位论文摘要 w a s t e w a t e rt e m p e r a t u r e ( 2 7 3 2 c ) ,t h e i re x t e n t sw e r e1 5 1 0 1 a n d 2 1 1 0 1 ,r e s p e c t i v e l y w ed e t e r m i n e dt h ek i n e t i cc o n s t a n t so f s b r o nt h ef u l l s c a l ep l a n t i ty i e l d e dv a l u e so f0 7 0 0 9 1 m g b o d ;m g v s s d a y f o rv 1 5 5 2 0 4 m g b o d j 1f o rk ;,0 6 6 0 6 9m g v s s m g b o d 5f o ry , 0 0 3 1 0 0 4 1d a 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he f f l u e n th a sr e a c h e dt h ea m o u n to fc o d 。,7 5 0 0 m g 1 ,e v e nt o 9 2 0 0 m g 1 ,t h es l u d g el o a d i n g r a t e n s = o 8 7 k g c o d 。,k g s s d ,a n d t h e o p e r a t i o n a lc o n d i t i o no ft h eh y d r o l y t i ct a n kw e r ea l m o s tn o r m a l ,d u e t ot h e r ew e r en or e m a r k a b l ec h a n g ei nt h es l u d g ep r o p e r t ya n dt h e o r g a n i cr e m o v a lr a t e t os o m ee x t e n t ,i ti n d i c a t e dt h eh y d r o l y t i ct a n k h a daa d j u s t e da b i l i t yt ot h ed i s t u r b e d1 0 a d i n go ft h ei n f l u e n t w e h a v er e m a i n e dt h ec o m p a r a t i v es t a b i l i t yo ft h es l u d g ec o n c e n t r a t i o n a n d l o a d i n g r a t ei nt h e h y d r o l y t i ct a n k ,t h r o u g hr e g u l a t i n g t h e s l u d g er e t u r nr a t e ( 3 0 4 5 ) a n dt h es l u d g ew a s t a g e ( 1 0 3 8 m 3 d ) 3 i ft h es b ri sc o n t r o l l e db yf o l l o w i n go p e r a t i o n a lm o d e ,t h 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n ite q u i p m e n t s w es u g g e s tt oc a r r yo u td e t a il e dr e s e a r c h o ne a c hu n i tr e a c t o r s ,i no r d e rt oo p t i m i z et h ep r o c e s sp a r a m e t e r s i nt h eb i o c h e m i c a lt r e a t m e n t s y s t e m t h e1 i m i ta n dt h eu n l i m i t e d a e r a t i o nm o d e ,b o t hh a v et h e i ra d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s ,s ot h e y a r ef i tf o rt h ed i f f e r e n tt r e a t m e n tt a r g e ta n dc o n d i t i o n s 1 ti s n e c e s s a r yt of u l f i uaf u l lc o m p a r i s o ni nf u t u r ep r a t t i c e s oa st o o p t i m i z eas u i t a b l ec o n t r o l l i n ga n do p e r a t i o n a lm o d e 【k e y w o r d s 】 c o t t o np u l pm i l lw a s t e w a t e r t w o p h a s ea n a e r o b i c a e r o b i c p r o c e s s k i n e t i cc o n s t a n t s o p e r a t i o n a lp a r a m e t e r s e s t i m a t i o n h y d r o l y t i ct a n k u b fs b rf u l l - - s c a l ep l a n tt e s t 郑卅大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 废水厌氧生物处理概述 1 1 、1 厌氧生物处理基本原理 厌氧生物处理( 厌氧消化) 是在无氧条件下,通过多种微生物的协同作用 来对有机物进行降解、稳定的种无害化处理方法。在厌氧生物处理过程中, 复杂的有机化合物被降解,转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量。其中 大部分能量以甲烷的形式出现,这是一种可燃气体,可回收利用。同时,仅少 量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分,故厌氧法相对好氧法来讲,污泥 增长率要少得多。 内 源 代 谢 产 物 图1 1厌氧消化二阶段过程 酸 性 发 酵 阶 段 碱 性 发 酵 阶 段 有机物的厌氧分解是涉及到多种微生物生理类群的生物化学反应。从三十 年代开始,厌氧消化过程被认为是由不产甲烷的发酵性细菌和产甲烷的细菌共 同进行的两阶段过程”1 ,如图1 - - 1 所示。第一阶段由发酵性细菌把复杂有机 两相厌氧一好氧工艺动力学和操作参数估算 物进行水解和发酵,形成脂肪酸、醇类、c 0 2 和h 2 等:第二阶段是由产甲烷 细菌将第一阶段的一些发酵产物转化为c h 4 和c 0 2 的过程。第一阶段常称作 酸性发酵阶段,第二阶段则被称作碱性或甲烷发酵阶段。这个两阶段理论简要 地描述了厌氧消化过程,在相当长时间内指导着生产实践,被应用于厌氧生物 处理过程的动力学描述。但是,两阶段理论实际上没有全面地反映厌氧消化的 本质。研究表明,产甲烷菌能利用甲酸、乙酸、甲醇、甲基胺类、h 2 c 0 2 , 但不能利用两碳以上的脂肪酸和除甲醇以外的醇类产生甲烷,因此,两阶段理 论难以确切的解释脂肪酸或醇类是如何转化为c h 4 和c 0 2 的。 1 9 7 9 年b r y a n t 等提出了厌氧消化的三阶段理论,如图l 2 所示。简单地说, 在三阶段理论中,复杂有机物的厌氧分解也是经水解和发酵阶段,如多糖先水解 为单糖,再通过糖酵解途径,进一步发酵成乙醇和脂肪酸,如丙酸、丁酸、乳酸 等代谢产物,蛋白质则先被水解成氨基酸,再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨:然 后通过另一类所谓产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸、乙醇等转化为乙酸和h 2 c 0 2 , 这就是三阶段的第二阶段:最后产甲烷细菌利用乙酸和h 2 c 0 2 产生c h 4 。 三阶段理论实质上是两阶段理论的补充和发展。目前,在废水处理工程中 有机物 i j发酵性细菌 v 脂肪酸( 丙酸、丁酸、乳酸等) 、醇类 菌 乙酸h 2 + c 0 2 c h 4 图卜一2 厌氧消化三阶段过程 2 垫型茎兰望圭兰垡堡塞 研究厌氧消化时仍以两阶段理论为主。发酵性细菌有兼性的,也有厌氧的,在 自然界中数量较多,而产甲烷细菌是专性厌氧菌,它们对环境的变化,如p h 值、碱度、重金属离子、硫化物和温度等的变化,比发酵性细菌敏感,并且生 长缓慢( 世代周期长) ,必须维持较高的细胞停留时间才能在反应器中生长繁 殖。 1 1 2 厌氧生物处理工艺的产生与特点 废水厌氧生物处理是环境工程与能源工程中的一项重要技术,是有机废水 的高效处理方法之一。过去,它多用于城市污水处理厂的污泥、有机废料以及 高浓度有机废水的处理,在构筑物形式上主要采用普通消化池。由于存在水力 停留时间长、有机负荷低等缺点,较长时期内限制了它在废水处理中的应用。 七十年代以来,世界能源短缺问题日益严重,能产生能源的废水厌氧技术受到 重视,研究与实践不断深入,开发了各种新型工艺和设备,大幅度地提高了厌 氧反应器内活性污泥的持留量,使处理时间大大缩短,效率提高。目前,厌氧 生物处理法不仅可用于处理高浓度有机废水,也用于处理中、低浓度有机废水, 包括城市污水1 2 j 。 厌氧生物处理法与好氧生物处理法相比具有下列优点 3 1 【4 1 : ( 1 ) 应用范围广 好氧法因供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水。有些有机物对好氧 生物处理法来说是难降解的,但对于厌氧生物处理是可降解的,如固体有机物、 着色剂葸醌和某些偶氮染料等。此外,厌氧生物降解制药、啤酒和乙醇废水是 可能的且无严重的表面活性剂起泡问题【4 】。 ( 2 ) 能耗低 好氧法需要消耗大量能量供氧,曝气费用随着有机物浓度的增加而增大, 而厌氧法不需要充氧,而且产生的沼气可作为能源。一般厌氧法的动力消耗约 为活性污泥法的1 1 0 左右。 ( 3 ) 有机负荷高 好氧生物处理法的有机负荷一般为o 2 3 2 k g c o d m s d 【4 】而厌氧生物处 理法有机负荷一般为3 2 3 2 k g c o d m 3 d ,高的可达5 0 k g c o d m 3 d 。 ( 4 ) 剩余污泥量少,且其浓缩性、脱水性良好 厌氧法产生的剩余污泥量比好氧法少得多,且剩余污泥脱水性能好,浓缩 时可不使用脱水剂,剩余污泥处理较容易,同时厌氧污泥在卫生学上和化学上 两相厌氧一好氧工艺动力学和操作参数估算 都是稳定的。由于厌氧微生物增殖缓慢,因而处理同样数量的废水仅产生相当 于好氧法1 1 0 1 6 的剩余污泥。厌氧法所产生的污泥高度无机化,可用作农 田肥料或作为新运行的废水处理厂的种泥出售。 ( 5 ) 营养需要量少 对好氧生物处理,一般c o d b d :n :p 为1 0 0 :5 :l ,而厌氧生物处理法 的c o d b d :n :p 为( 3 5 0 - 5 0 0 ) :5 :1 。 ( 6 ) 被降解的有机物种类多 有些有机物对好氧生物处理法来说是难降解的,但对厌氧生物处理是可降 解的。例如,着色剂葸醌和某些偶氮染料不易被好氧活性污泥中的微生物分解, 但在厌氧条件下能被还原为无色的组分。 ( 7 ) 耐冲击负荷能力强 厌氧生物处理污泥浓度高,能承受较大的负荷变化和水质变化。 但是,厌氧生物处理法也存在下列不足: ( 1 )由于厌氧微生物增长缓慢,启动时经接种、培养、驯化达到设计污泥浓 度所需的时间比好氧生物处理长。 ( 2 ) 经厌氧生物处理后的出水水质往往达不到排放标准,需进一步处理才能 排放,一般在厌氧处理后串联好氧生物处理。 ( 3 ) 产甲烷类微生物对有毒物质较为敏感,因此,对于有毒废水性质了解不 足或操作不当可能导致反应器运行条件的恶化。 ( 4 ) 低浓度或碳水化合物废水易造成碱度不足。 ( 5 ) 水质浓度低产生的甲烷热量不足以使水温加热到3 5 的厌氧生物处理 最佳温度,而低温下动力学速率低。 1 1 3 厌氧处理工艺技术发展历程 追溯其起源,采用厌氧方式处理污水,要比好氧法处理污水的历史更长。 自1 8 8 1 年法国的莫拉斯( m o u r a s ) 发明“污泥自动净化器”以来这项技术已 经经历了一百多年的发展过程【5 】。在此期间,这项技术经历了几个重要发展阶 段。如上世纪5 0 年代中期出现的厌氧接触反应器,是在连续搅拌反应器的基 础上于出水沉淀池中增设了污泥回流装置,使部分厌氧污泥又重新返回到反应 器中,从而增大了反应器中厌氧污泥的浓度,使厌氧污泥在反应器中的停留时 间第一次大于水力停留时间,因此其处理效率与负荷显著提高,这是厌氧处理 技术的一个重要发展。随着生物发酵工程中固定化技术的发展,人们逐渐认识 4 塑塑茎兰堡主主垡笙苎 到提高反应器中污泥浓度的重要性。于是基于微生物固定化原理的高效厌氧反 应器得以发展。第一个突破性的发展出现于6 0 年代末,y o u n g 和m c c a r t y 发 明了厌氧生物滤池( a f ) ( ”。7 0 年代以来,厌氧处理的最大突破是荷兰农业 大学环境系g l e t t i n g a 等发明的上流式厌氧污泥床反应器( 简称u a s b ) , u a s b 反应器发明后,引起了广泛注意,目前已成为应用最广泛的厌氧处理方 法。a f 和u a s b 的发明,推动了以微生物固定化与提高污泥和废水混合效率 为基础的一系列新的高效厌氧反应器的研究和发展,例如厌氧复合床反应器 ( u b f ) 、厌氧流化床、颗粒污泥膨胀床( e g s b ) 以及在此基础上的一些改进 反应器类型。 现将厌氧生物处理技术发展过程归结如下。 表1 1厌氧生物处理技术发展历程表 1 2 两相厌氧工艺 1 2 1 两相厌氧工艺的概念 厌氧消化细菌,主要由产酸菌群和产甲烷菌群组成。产酸细菌种类多,繁 殖快,代谢能力和对周围环境的适应能力都很强,而产甲烷菌种类少,只能 堕塑鉴墨二墅塑三茎垫垄兰塑堡堡叁垫生竺 直接利用少数几种基质,且繁殖速度很慢,受温度、p h 、毒物等环境因素的 影响较大。为了让这两类细菌分别获得适合各自生长的最佳环境条件,以利 于发挥它们的活性,提高处理效率,增加运行稳定性,将有机物的酸化和产 甲烷过程分别在两个独立的反应器中进行,这就是通称的两相厌氧生物处理 法。第一阶段的功能是:水解酸化有机底物,将高分子的复杂有机物降解为 低分子的简单物质,成为下阶段可被利用的各种底物,由底物浓度和进水量 引起的负荷冲击得到缓解,有害物质也在这里得到稀
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