UASB反应器处理工业废水及其优越性

��化工给协水设计�!年第∀期#∃%&反应器处理工业废水及其优越性化工部第二设计院郑笑彬在过去数十年中,人们普遍应用好氧方法处理各种工业废水,好氧处理在废水处理中占有着重要的地位。厌氧法处理废水,有机物的徽生物代谢是在缺氧条件下进行的,过去人们普遍认为厌氧法水力停留时间∋()∗+太长,而且在整个厌氧过程中,厌氧微生物对各种外来因素很敏感。然而,经过人们广泛的研究,从根本,卜改变了这种状况及认识。现在厌氧法已成为一种可行的废水处理方法,并逐步应用于工业废水处理中。七−年代初,荷兰./01几23几014农业大学的512340/博士等人研究开发了#∃%&反应器,七十年代末,大型的#∃%&反应器已应用于制糖、淀粉、醇蒸馏及食品行业的废水治理,八十年代初至今,#∃%&反应器成功的应用于制浆、造纸、制酒、制药等行业的废水处理中,并获得了较好的处理效果。一、#∃6&反应7及工作过程#∃%&反应器结构如图8所示#∃%&反应器的工作过程为9首先在反应器内装有颗粒状污泥或絮凝状污泥,在反应器底部形成一个能保持高浓度菌体的污泥床层,废水通过反应器底部均匀分布的喷嘴送入反应器,并自下而上滤流,穿过污泥层。废水向上流动的过程中厌氧细菌将废水中的有机物消化分解,同时产生甲烷和二氧化碳等的混合物∋沼气+,小部份有机物用于新细胞的生长。细菌分解有机物产生的沼气以小气泡形式向上移动,经过反应器顶部的气、液、固三相分离器除去,在分离器上部的脱气区内将细微分散的固体分离出来,沉淀到反应器底部,而澄清后的出水从顶部排出。反应器内产生的顺粒污泥可用于启动其它厌氧污泥床。人们普遍认为厌氧细菌生长速度慢,厌氧法仅限于处理有机负荷低的废水,就这一点来说,传统方法及厌氧接触法的老式反应器的确如此,其最大负荷一般为8:6;0<=>?≅∀·Α。而#∃%&反应器引入了颗粒状悬浮生物,增大了厌氧污泥浓度,消除了一些限制因素,促进了气、液、固分离,降低了能耗,当容积负荷为Β:�Χ;0<=>?≅“·Α时,通过厌氧污泥的成粒作用,有机物去除率可达到�Δ:咪。由于在反应器底部产生了沉降性能较好的污泥顺粒,且污泥顺粒活性高,这些颖粒不断的积累,形成类似固定床反应器中催化剂床层的污泥颖粒层,使<=>的去除率大大提高,既使反应器负荷高达!Δ:∀Χ;0<=>?≅“·Α,也能达到较高的去除率。二、厌叙过程的生物化学过程一司会出匡一Ε沉降污派迁水Φ9‘7’9979畔界9价‘丁Ε石半争价一,一9Φ9,79Γ9,79,Η72介9’7Ι97’7’挤”·�!一乍第∀期化工给排水设计近十儿年来,人们对应用厌氧生物法处理废水进行了ϑ“泛的研究,并得出了结论9在厌氧产甲烷条件下,厌氧微生物能进行某些好氧微生物所不能进行的降解过程,使有机物得到分解,减少水体污染。有机物厌氧甲烷发酵转变为沼气和污泥产物一般按以下几个阶段进行∋见图!所示+�7水解阶段9有机物在产酸菌分泌的外酶作用下发生水解。一般这一步骤反应速度较慢,通常被认为是整个厌氧过程中决定厌氧反应速度的步骤。!7成酸阶段9水解的有机物在产酸菌作用下转化为有机酸类。如乳酸、丁酸、丙酸、乙酸等,此外还有部分醇类、<=Κ等。∀7乙既生成阶段9将前二步有机物转化为乙酸、氢气、<=Κ等。Λ7甲沈生成阶段9物转化为甲烷。有机物的厌氧分解甲烷细菌将各阶段的产一般可用如一卜化学方程式表示9‘图!7有机物厌礼生物化学过程,,,,/Μ7,,,、叭(‘#Μ十∋Ν5一一Ο一。一+且9#一任‘4/Μ7∋一一又一−7Π二一−Π丁Π+乙石弓<ΧΗ−∋一:石:−‘/Μ,,,,Π:二尸一一二一+七且‘石Λ一三、废水的毒性对厌叙处理的形晌对于高浓度有机废水,特别是化工废水的厌氧生物处理,除()∗、有机负荷等影响处理效果外,毒物的种类及含量也影响运行过程的稳定性及处理效果。有机毒物的种类不同,抑制的程度也不同,并且有机毒物主要是对产甲烷过程有影响。表8为几种有机物抑制ΒΔΘ产甲烷作用的临界浓度值。一般情况下,有机毒物主要对产甲烷过程有影响,但也有例外的情况,如苯酚·在浓度达ΡΔ≅0?8时,会抑制苯酚降解菌,而不抑制产甲烷细菌。表�几种有机物抑制6ΔΘ产甲烷作用的临界浓度∋≅0?8+有机物名称⋯Π一8资竺挤度,,,ΕΒ。,抑。”乙酸产甲烷ΕΒ。,抑,。。丙酸产甲烷苯酚对苯酚邻苯酚毗吮苯胺�一茶酚�ΒΔΔ:∀ΔΔΔΣΒΔ:!ΒΔΔ!ΔΔΔ:ΛΔΔΔΒΔΔΔ:��ΔΔΔΒΔΔΔ:ΣΔΔΔ�ΔΔ:ΣΔΔ�ΒΔΔ:∀ΔΔΔΣΒΔ:�!ΒΔ!ΔΔΔ:ΛΔΔΔΒΔΔΔ:�ΔΔΔΒΔΔΔ:ΡΔΔΔΡΔΔ:ΣΔΔ7777777曰77,777护‘7曰7,777777777州,7777曰口7户书除有机毒物外,其它的无机物及重金属对厌氧过程的影响也不容忽视。一般情况下,厌氧过程中其它抑制产甲烷过程的有毒物质的允许浓度为9%’