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污水處理入門必須看的幾個關(guān)鍵點

發(fā)布時間:2022-07-21 16:09:09   訪客:496

初入環(huán)保水處理行業(yè),對于相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)了解是基礎(chǔ),這就必須要和我們的“老朋友”COD、BOD、氨氮神馬混熟,隨著后續(xù)學(xué)習(xí)的深入,水處理的相關(guān)知識都需夯實掌握。話說,入污水這一行,一些常用到的概念、原理還是要搞清楚,從業(yè)多年的水污師用較為通俗的文字性語言,就幾個點進(jìn)行了分享,現(xiàn)做梳理,供大家參考學(xué)習(xí)。

1、COD、CODcr、BOD、BOD5差別

B/C比是BOD5比CODcr,B不是BOD。以實例來看,如好氧進(jìn)水CODcr=1000mg/L,BOD5=400 mg/L,出水CODcr=100 mg/L,BOD5=20 mg/L。那么CODcr共去除900 mg/L,BOD5共去除不到400 mg/L。900-380 mg/L的CODcr怎么去除的?

回答:

1)BOD-BOD5那一部分被生化;

2)污泥吸附(低負(fù)荷下要忽略些) 這個BOD5還是BOD都很復(fù)雜,出口的一般不是進(jìn)水中的那些,而是基質(zhì)、菌類的相關(guān)產(chǎn)物;詳細(xì)的說比較復(fù)雜,理解一二就可以,而且zui主要的是認(rèn)定不可降解的不會發(fā)生變化,其余的可能都是變的。不可生物降解的是沒有變化的,除去吸附等等之類的作用,無論是厭氧還是好氧SMP都是一樣的。

一般情況,污水處理的CODcr可以達(dá)標(biāo),BOD5是都達(dá)標(biāo)的。

2、COD檢測方法的差別

嚴(yán)格規(guī)范的蒸餾法和快速消解法,以前者為準(zhǔn)。操作中為了簡便想采取后者怎么辦?取同濃度范圍內(nèi)的實測水樣做兩種方法的對比試驗,找到二者的近似關(guān)系。

偷懶法:同濃度范圍內(nèi)實測水樣,蒸餾一小時和蒸餾兩小時,對比試驗,找關(guān)系。

3、關(guān)于溶解氧

好氧池中的溶解氧是曝氣設(shè)備供氧與有機物或無機物被活性微生物氧化或自然氧化兩種過程達(dá)到平衡之后的結(jié)果?;蛘呖梢哉f成曝氣供氧,發(fā)生生化或化學(xué)反應(yīng)和散失兩個過程的殘余。所以曝氣池,控制溶氧2.0mg/L,只要設(shè)計與實際不差太多,那么OK。

但是如果沒有持續(xù)的供氧,比如曝氣調(diào)節(jié)池的出水不在有氧氣供入(跌水曝氣之類的忽略),而有機物含量有比較高,碰巧還遇上可以利用氧的大量微生物(比如UASB污泥中的兼性細(xì)菌或者A池中的好氧細(xì)菌),那么殘留的那一個左右的DO顯然不是成百上千的COD的對手。

4、關(guān)于厭氧

厭氧是什么?是UASB?是A2/O一部分?是水解酸化?是消化池?其實厭氧是一種生化反應(yīng)的條件,它不是厭氧工藝,是厭氧的工藝。為什么談到這個問題,歸根是有眾多諸如:XX厭氧和XX厭氧有什么差異,溶解氧應(yīng)該控制多少的問題;在這之前則需要搞明白厭氧這個條件是針對誰的。厭氧反應(yīng),主體是有機物逐步轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2的過程,注意這里的“逐步”。

再者,很多人又說了厭氧反應(yīng)器就得與空氣隔絕,所以要進(jìn)行封頂。對此,想說以下幾點:

說厭氧反應(yīng)器,明顯沒搞懂厭氧的是什么?厭氧的是反應(yīng)器?是水?還是微生物?

與空氣隔絕,這個更可悲了,姑且不說他分不清水中的溶解氧和微生物環(huán)境的溶解氧,單是溶解氧與空氣中的氧就搞不清楚。我們不妨回顧一下曝氣設(shè)備的氧利用率,穿孔管3-5%,曝氣軟管8-12%,曝氣頭10-20%。如果空氣向水中溶氧那么,那么我們對出售曝氣頭的該如何處置?

對于封頂并不反對,厭氧消化池和EGSB等厭氧反應(yīng)器都是利用封頂去收集沼氣,(當(dāng)然UASB和IC不是,靠三分)還可以減少臭味擴散。不過把封頂放在廣泛使用的UASB上并且以此來隔絕空氣,實在是有些搞笑。

下面再簡單科普下厭氧的工藝如何簡單識記:

A、厭氧接觸:消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流系統(tǒng),這個與好氧工藝中的接觸氧化沒有關(guān)系,莫聯(lián)想到填料上。

B、UASB:上流式厭氧污泥床反應(yīng)器,污水從下而上穿過污泥床體,但是有很多UASB的布水器是位于池頂?shù)模膊皇荱ASB就沒有回流。

C、UBF:就是UASB+AF,形象點說UASB上面再加上填料層。

D、EGSB:UASB拉高,做上回流,上流速度比UASB高很多,要力圖控制污泥顆粒化。

E、IC:甭管有沒有外回流(水泵回流),有內(nèi)回流就行。

F、ABR:上下折流板。

有關(guān)厭氧產(chǎn)甲烷去除水中有機物的原理在這里也多說幾句。

先是“厭氧產(chǎn)甲烷”,厭氧過程,如果我們不談釋放磷,常見的是水中有機物厭氧發(fā)酵的過程。有機物好氧發(fā)酵的過程,大家都清楚是一個氧化還原反應(yīng),進(jìn)入水中的氧氣作為氧化劑,氧化水中的有機污染物變成CO2和H2O,使得(還原性的)COD得以氧化去除。所以很多人理所應(yīng)當(dāng)?shù)恼J(rèn)為,厭氧是個還原反應(yīng)嘍。

這就有必要讓抱有該觀點的朋友先回憶一下初中化學(xué),氧化反應(yīng)和還原反應(yīng),可以剝離開嗎?

顯然是不能的,厭氧也是,在進(jìn)行到產(chǎn)甲烷之前的厭氧發(fā)酵過程,基本上是有機物自身相互的氧化和還原(這話說得并不嚴(yán)謹(jǐn),但是方便理解),也就是說有機物本身是還原性的,它反應(yīng)之后變成一部分還原性更強,一部分還原性相對弱一些的兩種有機物,而這總體上相抵消。所以如果厭氧發(fā)酵未到產(chǎn)甲烷地步,COD變化可以忽略不計(這就是水解酸化COD去除率低下的原因)。

當(dāng)這個過程進(jìn)行的非常徹底時,產(chǎn)物逐漸轉(zhuǎn)化為CO2和CH4,主要體現(xiàn)還原性也就是導(dǎo)致水中COD的甲烷因為溶解度低,脫離水相,這是產(chǎn)甲烷過程去除有機物COD的原因。

5、關(guān)于水解酸化

水解酸化的目的是改善生化性,為下一個生化處理單元服務(wù),其評價指標(biāo)有酸化度、pH、B/C、COD去除率等,其中COD去除率是里面可靠性zui差的。

對于在上一環(huán)節(jié)說到的“水解酸化COD去除率低下”,有水友可能要反駁說“我的水解酸化去除率不低下呢”;對此,澄清下這一水解酸化去除率是從哪里來的。

1)水解酸化純粹的控制到產(chǎn)甲烷之前,是不可能的,也就是說,或多或少總有一點甲烷產(chǎn)生;而且厭氧過程產(chǎn)生一點氫氣也很正常,有聽說過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程吧。所以,水解酸化池表面浮起的一個個泡泡,也許就是你想找的原因之一。

2)細(xì)菌不管是什么樣的,總有繁殖下一代的職責(zé),水解酸化菌群也是,它們或多或少的總要利用有機物合成點細(xì)胞物質(zhì)。

3)進(jìn)水SS如果量很大,會被水解酸化污泥吸附相當(dāng)量的一部分,這個對COD的影響不可忽略,有時甚至十分巨大。

6、工藝中的兩級與兩相

*,不同的水質(zhì)決定不同的工藝。產(chǎn)甲烷是厭氧去除水中有機物的關(guān)鍵因素,兩級和兩相的差別也就在第一個厭氧反應(yīng)器是否產(chǎn)甲烷上;如果第一個產(chǎn)甲烷,第二個有機負(fù)荷勢必要小很多,這是問題的關(guān)鍵。

一般來說,兩級厭氧適應(yīng)的水質(zhì)是較高濃度的廢水,它的生化性并不很差,*級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)氣降低第二級的負(fù)荷。兩相厭氧,一是主要針對難生化降解廢水,靠*相改善生化性,二是針對硫酸鹽廢水,靠*相進(jìn)行硫酸鹽還原,然后去除硫化物再進(jìn)第二相產(chǎn)甲烷,三是針對易酸化廢水易波動廢水,放在前面徹底酸化掉以穩(wěn)定pH。

如酒精項目常用兩級,那些幾萬以上的,如果生化性不差并且水量不小,個人建議也用兩級,但是控制其實并不簡單,尤其是*級在高濃度、高VFA下運行。生化性較差用兩相的就很多了,其實生化性不差的也常常用兩相。

有的工藝是用水解酸化+氧化(處理COD較低的廢水),有的是UASB+氧化(一相厭氧,處理COD高的廢水),有的是水解酸化+UASB+氧化(就相當(dāng)于兩相厭氧);對此分析如下:

1)水解+好氧工藝,處理的廢水濃度確實常見的要低一些,因為水解并不能提供較有力的COD消解能力,當(dāng)然這個工藝相比較直接好氧而言,更多的可以用在進(jìn)水COD1k-2k之間的項目,這種水質(zhì)進(jìn)厭氧節(jié)約的曝氣能耗和提升水用的動力能耗差不多,厭氧降解程度上優(yōu)勢也不明顯,但是直接進(jìn)好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧,利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然這是在不討論改善生化性方面的前提下。

2)假如水解酸化+UASB+氧化就相當(dāng)于兩相厭氧,有文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池(水解池進(jìn)行的就是水解酸化反應(yīng)吧)是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前,不進(jìn)入第三階段?!?/p>

那么水解酸化產(chǎn)生的應(yīng)該是有機酸吧,那乙酸化階段在哪發(fā)生的?兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的是什么酸?它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢?

產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應(yīng)該分開的,因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體,這要看廢水的有機物組成。產(chǎn)乙酸階段,這里面包含了兩類反應(yīng),一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸,二是同型產(chǎn)乙酸菌,利用CO2和H2的無機組合進(jìn)行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的有機酸,有可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種,也有可能是未完全降解的長鏈脂肪酸。

個人認(rèn)為在實際工程中,兩相的分界線并不徹底分明,水解酸化相先后延伸至產(chǎn)乙酸甚至少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。至于產(chǎn)甲烷相,它就沒有不含水解酸化這兩個過程的時候,產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在,只不過前兩個過程被之前的相分擔(dān)了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里,這個過程應(yīng)該大部分在后一相,兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段”,只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相,至于分界線模糊,沒有關(guān)系。

基于水解和酸化兩個過程無法分開的事實,三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。

對于三相分離器的工作原理大致可表述為:氣液固三相在氣體擾動和液體升流的作用下從下方進(jìn)入三相分離器;污泥(固)撞擊在三相分離器上,上面吸附的沼氣氣泡釋放出來;沼氣氣體被三角形集氣罩收集;脫離氣體的泥水(固液相)穿過三相分離器集氣罩之間的縫隙,到達(dá)沉淀區(qū);污泥(固)在沒有氣體擾動的條件下沉淀,落回三相分離器下方。核心是氣體被收集和污泥沉淀。


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