1、厌氧池简介1、水解、厌气处理技术 a、可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术具有良好的社会、经济、环境效益。b、耗能少运行费低对中等以上 1500mg/L 浓度废水费用仅为好氧工艺1/3.c、回收能源理论上讲 1kgCOD 可产生纯甲烷 0.35m3 燃值 3.9310-1J/m3高于天然气 3.9310-1J/m3。以日排 10tCOD 工厂为例按 COD 去除 80 甲烷为理论值 80 计算日产沼气 2240m3 相当于 2500m3 天然气或 3.85t 煤可发电5400Kwh.d、设备负荷高、占地少。e、剩余污泥少仅相当于好氧工艺 1/61/10.4.6 对 N、P 等营
2、养物需求低好氧工艺要求 CN100:5:1 厌氧工艺为 C:N350-500:5:1。f、可直接处理高浓有机废水不需稀释。g、厌氧菌可在中止供水和营养条件下保留生物活性和沉泥性一年适合间断和季节性运行。h、系统灵活设备简单易于制作管理规模可大可小。2、反应机理厌氧反应过程是对复杂物质指高分子有机物以悬浮物和胶体形式存在于水中生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段 2.1 水解阶段被细菌胞外酶分解成小分子。例如纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等这些小分子的水解产物能被溶解于水并透过细胞为细胞所利用。2.2 发酵阶段小
3、分子的化合物在发酵菌即酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸 VFA 醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。2.3 产酸阶段上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。2.4 产甲烷阶段在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、a、水解阶段含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。b、发酵酸化阶段包括氨基酸和糖类的厌氧氧化以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。c、产乙酸阶段含有从中间产物中形成乙酸和氧气以及氢气和二氧化碳形成乙酸。d、产甲烷阶段包括从乙酸形成甲烷以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程如虚线
4、所示。3、厌氧反应的工艺控制条件 3.1 温度按三种不同嗜温厌氧菌嗜温 5-20嗜温 20-42嗜温 42-75工程上分为低温厌氧 15-20、中温厌氧 30-35、高温厌氧 50-55三种。温度对厌氧反应尤为重要当温度低于最优下限温度时每下降 1效率下降 11。在上述范围温度在 1-3的微小波动对厌氧反应影响不明显但温度变化过大急速变化则会使污泥活力下降度产生酸积累等问题。3.2PH 厌氧水解酸化工艺对 PH 要求范围较松即产酸菌的 PH 应控制 4-7范围内完全厌氧反应则应严格控制 PH 即产甲烷反应控制范围 6.5-8.0 最佳范围为6.8-7.2PH 低于 6.3 或高于 7.8 甲烷
5、化速降低。3.3 氧化还原电位水解阶段氧化还原电位为-100100mv 产甲烷阶段的最优氧化还原电位为-150-400mv。因此应控制进水带入的氧的含量不能因以对厌氧反应器造成不利影响。3.4 营养物厌氧反应池营养物比例为 C:N350-500:5:1。3.5 有毒有害物抑制和影响厌氧反应的有害物有三种 a、无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等特别硫酸盐和硫化物抑制作用最为严重 b、有机化合物:非极性有机化合物含挥发性脂肪酸 VFA、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。c、生物异型化合物含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。4、厌氧反应器启动：4.1 接种污泥
6、：有颗粒污泥时接种污泥数量大小 10-15.当没有现成的污泥时应用最多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没有消化污泥和颗粒污泥时化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥但启动周期较长。污泥接种浓度至少不低 10KgVSS/m3 反应器容积但接种污泥填充量不大于反应器容积 60。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。4.2 接种污泥启动启动分以下三个阶段进行 a、起始阶段反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d 或污泥负荷 0.05-0.1kgCOD/kgVSSd 开始。进入厌氧池消化降
7、解废水的混合液浓度不大于 COD5000mg/L 并按要求控制进水最低的 COD 负荷为 1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。进液时不要刻意严格控制所有工艺参数但应特别注意乙酸浓度应保持在1000mg/L 以下。进液采用间断冲击形式即每 34 小时一次每次 5-10min 之后逐步减断间隔时间至 1 小时每次进液时间逐步增长 2030min。起始阶段进水间隔时间过长时则应每隔 1 小时开动泵对污泥搅拌一次每次 35min。b、启动第二阶段当反应器容积负荷上升到 2-5kgCOD/m3d 时这一阶段洗出污泥量增大颗粒污泥开始产生。一般讲从第一段到第二段要 40d 时间此时容积负荷大约为设
8、计负荷的 50。c、启动的第三阶段从容积负荷 50 上升到 100 采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸 VFA 不大于 500mg/L 当 VFA 超过 500-1000mg/L 厌氧反应器呈现酸化状态超过 1000mg/L 则表明已经酸化需立即采取措施停止进料进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需 30-40d 时间。4.3 启动的要点 a、启动一定要逐步进行留有充裕的时间并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行原厌氧污泥中
9、浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此这时负荷一般不能高时间不能短每次进料要少间隔时间要长。b、混合进液浓度一定要控制在较低水平一般 COD 浓度为 1000-5000mg/L 当超过 5000mg/L 应进行出水循环和加水稀释至要求。c、若混合液中亚硫酸盐浓度大于 200mg/L 时则亦应稀释至 100mg/L 以下才能进液。d、负荷增加操作方式启动初期容积负荷可从 0.2-0.5kgCOD/m3d 开始当生物降解能力达到 80 以上时再逐步加大。若最低负荷进料厌氧过程仍不正常COD 不能消化则进料间断时间应延长 24h 或 2-3d 检查消化降解的主要指标测量VFA 浓度启动
10、阶段 VFA 应保持在 3mmoL/L 以下。e、当容积负荷走到 2.0kgCOD/m3d 后每次进料负荷可增大但最大不超过 20只有当进料增大而 VFA 浓度且维持不变或仍维持在 3mmoL/L 水平时进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。5、厌氧生物处理中存在的问题及解决方法现象存在问题原因解决方法 1.污泥生长过慢-营养物不足微量元素不足进液酸化度过高种泥不足-增加营养物和微量元素减少酸化度增加种泥 2.反应器过负荷-反应器污泥量不够污泥产甲烷活性不足每次进泥量过大间断时间短。-增加种污或提高污泥产量减少污泥负荷减少每次进泥量加大进泥间隔。3.污泥活性不够-温度不够产酸菌生长过快营养或
11、微量元素不足无机物Ca2 引起沉淀。-提高温度控制产酸菌生长条件增加营养物和微量元素减少进泥中 Ca2 含量。4.污泥流失-气体集于污泥中污泥上浮产酸菌使污泥分层污泥脂肪和蛋白过大。-增加污泥负荷增加内部水循环稳定工艺条件增加废水酸化程度采取预处理去除脂肪蛋白。5.污泥扩散颗粒污泥破裂-负荷过大过度机械搅拌有毒物质存在预酸化突然增加-稳定负荷改水力搅拌废水清除毒素。应用更稳定酸化条件 6、活性污泥系统管理原理活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中有机物的生力军其原理是生物降解。6.2 活性污泥的形、色、嗅活性污泥外观似棉絮状亦称絮粒或绒粒有良好的沉降性能。正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝
12、气不足可能有厌氧菌产生污泥发黑发臭。溶解氧过高或进水过淡负荷过低色泽转淡。良好活性污泥带泥土味。6.3 培菌前的准备工作 a、认真消化施工设计图纸资料及管理运行手册 b、检查熟悉系统装备及管线阀门指示记录仪表 c、清理施工时遗留在池内杂物 d、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验单台调试后联动试车调好出水堰板至污水处理可正常工作。6.4 培菌方法 a、所谓活性污泥培养就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件即营养物溶解氧适宜温度和酸碱度。1 营养物即水中碳、氮、磷之比应保持 10051。2 溶解氧就好氧微生物而言环境溶解氧大于 0.3mg/l 正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池
13、中以直径 50008m 活性污泥絮粒而言周围溶解氧浓度 2mg/l 时絮粒中心已低于 0.1mg/l 抑制了好氧菌生长所以曝气池溶解氧浓度常需高于 35mg/l 常按 510mg/l 控制。调试一般认为曝气池出口处溶解氧控制在 2mg/l 较为适宜。3 温度任何一种细菌都有一个最适生长温度随温度上升细菌生长加速但有一个最低和最高生长温度范围一般为 104502C 适宜温度为 153502C 此范围内温度变化对运行影响不大。4 酸碱度一般 PH 为 69。特殊时进水最高可为 PH910.5 超过上述规定值时应加酸碱调节。b、培菌法 1 生活污水培菌法在温暖季节先使曝气池充满生活污水闷曝即曝气而不
14、进污水数十小时后即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节连续运行数天即可见活性污泥出现并逐渐增多。为加快培养进程在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等以提高营养物浓度。特别注意培菌时期尤其初期由于污泥尚未大量形成污泥浓度低故应控制曝气量应大大低于正常期曝气量。2 干泥接种培菌法最好取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积 1 的干泥量加适量水捣碎然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌污泥即可很快形成并增加至所需浓度。3 数级扩大培菌法根据微生物生长繁殖快的特点仿照发酵工业中菌种种子罐发酵罐数级扩大培菌工艺分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池
15、此时可先在一个池中培菌在少量接种条件下在一个曝气池内培菌成功后直接扩大至二三级。4 工业废水直接培菌法某些工业废水如罐头食品、豆制品、肉类加工废水可直接培菌另一类工业废水营养成分尚全但浓度不够需补充营养物以加快培养进程。所加营养物品常有淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水碳源或尿素、硫氨、氨水氮源等具体情况应按不同水质而定。5 有毒或难降解工业废水培菌有毒或难降解工业废水只能先以生活污水培菌然后再将工业废水逐步引入逐步驯化的方式进行。6 直接引进种菌种培菌有些特殊水质菌种难于培养还可利用当地科研力量利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养如 PVA 聚乙烯醇好氧消化即有专门好氧菌。此法投资大周期
16、长只有特殊情况才用。c、驯化在培菌阶段后期将生活污水和外加营养物量逐渐减少工业废水比例逐渐增加最后全部转为受纳工业废水这个过程称为驯化。理论上讲细菌对有机物分解必须有酶参与而且每种酶都要有足够数量。驯化时每变化一次配比时需要保持数天待运行稳定后指污泥浓度未减少处理效果正常才可再次变动配比直至驯化结束。d、运行管理 1、巡视指每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检测以保证运行效果。2、二沉池观察污泥状态主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度有无漂泥漂泥粒大小等。上清液清澈透明-运行正常污泥状态良好上清液混浊-负荷高污泥对有机物氧化、分解不彻底泥面上升-污泥膨胀污泥沉降性差污泥成层上浮-污
17、泥中毒大块污泥上浮-沉淀池局部厌氧导致污泥腐败细小污泥漂浮-水温过高、CN 不适、营养不足等原因导致污泥解絮。e、曝气池观察曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾污泥负荷适当。运行正常时泡沫量少泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中有成团气泡上升表明液面下有曝气管或气孔堵塞液面翻腾不均匀说明有死角污泥负荷高水质差泡沫多泡沫呈白色且数量多说明水中洗涤剂多泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上应增加排泥泡沫呈其它颜色水中有染料类物质或发色物污染负荷过高有机物分解不完全气泡较粘不易破碎。f、污泥观察生化处理中除要求污泥有很强的“活性“除具有很强氧化分解有机物能力外还要求有良好沉降凝聚性能使水经二沉池
18、后彻底进行“泥”污泥“水”出水分离。1 污泥沉降性 SV30 是指曝气池混合液静止 30min 后污泥所占体积体积少沉降性好城市污水厂 SV30 常在 1530 之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关直径大沉降性好反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关数量多沉降性差数量少沉降性好。2 污泥沉降性能还与其它几个指标有关它们是污泥体积指数 SVI 混合液悬浮物浓度 MLSS、混合液挥发性悬浮浓度 MLVSS、出水悬浮物 ESS 等。3 测定水质指标来指导运行 BODCOD 之值是衡量生化性重要指标BODCOD0.25 表示可生化性好 BODCOD0.1 表示生化性差。进出水 BODCOD 变化
19、不大 BOD 也高表示系统运行不正常反之出水的 BODCOD 比进水 BODCOD 下降快说明运行正常。出水悬浮物 ESS 高 ESS30mg/l 时则表示污泥沉降性不好应找原因纠正 ESS30mg/l 则表示污泥沉降性能良好。6.5、曝气池控制主要因素 1 维持曝气池合适的溶解氧一般控制 14mg/l 正常状态下监测曝气池出水端 DO2mg/l 为宜。2 保持水中合适的营养比 CBOD09N091000950913 维持系统中污泥的合适数量控制污泥回流比依据不同运行方式回流比在 0100 之间一般不少于 3050。6.6、污泥性状异常及分析异常现象症状分析及诊断解决对策 1.曝气池有臭味-曝
20、气池供 O2 不足 DO 值低出水氨氮有时偏高-增加供氧使曝气池出水 DO 高于 2mg/l2.污泥发黑-曝气池 DO 过低有机物厌氧分解析出 H2S 其与 Fe 生成 FeS-增加供氧或加大污泥回流 3.污泥变白-丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖如有污泥膨胀参照污泥膨胀对策-进水 PH 过低曝气池PH6 丝状型菌大量生成提高进水 PH 沉淀池有大快黑色污泥上浮-沉淀池局部积泥厌氧产生 CH4.CO2 气泡附于泥粒使之上浮出水氨氮往往较高-防止沉淀池有死角排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗 4.二沉池泥面升高初期出水特别清澈流量大时污泥成层外溢-SV90SVI20mg/l 污泥中丝状菌占优势污
21、泥膨胀。-投加液氯提高 PH 用化学法杀死丝状菌投加颗粒碳粘土消化污泥等活性污泥“重量剂”提高 DO 间歇进水 5.二沉池泥面过高-丝状菌未过量生长 MLSS 值过高-增加排液 6.二沉池表面积累一层解絮污泥-微型动物死亡污泥絮解出水水质恶化 COD、BOD 上升 OUR 低于 8mgO2/gVSS.h 进水中有毒物浓度过高或 PH 异常。-停止进水排泥后投加营养物或引进生活污水使污泥复壮或引进新污泥菌种 7.二沉池有细小污泥不断外漂-污泥缺乏营养使之瘦小 OUR8mgO2/gVSS.h 进水中氨氮浓度高 CN 比不合适池温超过 4008C 翼轮转速过高使絮粒破碎-投加营养物或引进高浓度 BO
22、D 水使 FM0.1停开一个曝气池。8.二沉池上清液混浊出水水质差-污泥缺乏营养使之瘦小OUR20mgO2/gVSS.h 污泥负荷过高有机物氧化不完全-减少进水流量减少排泥 9.曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于表面-浮渣中见诺卡氏菌或纤发菌过量生长或进水中洗涤剂过量-清除浮渣避免浮渣继续留在系统内循环增加排泥 10.污泥未成熟絮粒瘦小出水混浊水质差游动性小型鞭毛虫多-水质成分浓度变化过大废水中营养不平衡或不足废水中含毒物或 PH 不足-使废水成分、浓度和营养物均衡化并适当补充所缺营养。11.曝气池中泡沫过多色白-进水洗涤剂过量-增加喷淋水或消泡剂12.曝气池泡沫不易破碎发粘-进水负荷过高有机物分解不全-降低负荷13.曝气池泡沫茶色或灰色-污泥老化泥龄过长解絮污泥附于泡沫上-增加排泥
