臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究（精选4篇）

篇1：臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

摘要：上海市白龙港污水处理厂采用化学一级强化处理工艺(CEPT),污泥产量大且稳定性差,直接脱水填埋很难满足有关环保要求,因此对其进行稳定化和减量化研究是污泥处理、处置工作的.重中之重.为此,开展了臭氧氧化/厌氧消化工艺处理该类污泥的中试研究.结果表明,当臭氧投量为0.08 kg/kgDS、臭氧氧化污泥量占进泥量的比例为67%、污泥投配率为5%时,臭氧氧化对厌氧消化的促进作用比较明显,对有机物的降解率较单纯厌氧消化的高约6.3%,产气量增加了近20.1%.此外,投加臭氧还能改善污泥的脱水性能,并减少了脱水时助凝剂的投量.作 者：王国华 张辰 孙晓 WANG Guo-hua ZHANG Chen SUN Xiao 作者单位：上海市政工程设计研究总院,上海,200092期 刊：中国给水排水 ISTICPKU Journal：CHINA WATER & WASTEWATER年，卷(期)：2006,22(19)分类号：X703.1关键词：化学一级强化工艺 污泥处理 厌氧消化 臭氧

篇2：臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

城市污泥厌氧消化是在无氧的条件下,利用兼性菌及专性厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺,最终产物是二氧化碳和甲烷气。带有前预处理的厌氧消化可以实现污泥处理的减量化、稳定化、无害化和资源化[1]。

城市污泥中的有机物为活性污泥和死亡的微生物细胞。由于细胞壁结构稳定,很难被生物降解,严重阻碍细胞内溶物的溶出和进一步水解,在污泥的厌氧消化过程中,微生物细胞壁的破壁和水解是最关键的限速步骤。近年来开发了很多污泥细胞破壁技术,应用较多的主要分为物化技术和生化技术两大类。

1.1 物化强化预处理技术

污泥的物化预处理技术主要是通过对污泥采取一些物理或化学的措施,促进污泥中细胞壁的破壁、提高污泥中有机物的分解与溶出的一些方法。主要有热解处理法、超声波处理法、高压喷射法、微波处理法、碱解处理法、臭氧和二氧化氯氧化法等[2]。选择不同预处理技术进行优化组合,扬长避短,往往能取得更为显著的效果。

1.2 生物强化水解预处理技术

污泥的生物强化预处理技术主要有两大类,即利用高效厌氧水解菌在较高温度下对污泥进行强化水解和利用好氧或微氧嗜热溶胞菌在较高温度下对污泥进行强化溶胞和水解。

2 分级分相厌氧消化工艺简介

分级分相厌氧消化工艺由Pohland和Ghosh于1971年提出,该工艺基于参与厌氧消化的两类微生物(即产酸菌和产甲烷菌)在营养需要生理和动力学上存在差异的情况[3],通过将产酸菌和产甲烷菌分别在各自独立的反应罐内培养,使两类细菌的生长和代谢均达到最佳状态,从而可以提高整个系统的处理效能。

厌氧消化分两级进行,第一级温度控制在33~37℃条件下运行,并加以搅拌;第二级不加热、不搅拌,利用第一级的余热进一步消化,并起到污泥浓缩和贮存作用。采用两级中温厌氧消化与单级消化相比并没有显著优点。

2.1 温度分级

高温/中温两级厌氧消化是指第一级采用一个大消化反应池,消化温度维持在高温50~58℃条件下,实现细胞壁破壁,释放内容物,并强化内容物和多糖类物质的水解和酸化,从而保证有机物的降解率。第二级用一个或多个小消化池,温度控制在33~37℃范围内,实现产乙酸和产甲烷。采用这种组合工艺目的是为杀死更多病原微生物,提高有机物的降解率。

2.2 生物分相

为了给产酸菌和产甲烷菌提供各自的最佳生长环境,产酸/产气两相厌氧消化在两个反应池中进行。这种组合工艺的特点是有机物降解率高,泡沫可以得到控制,每一相都可以控制在高温或中温条件下运行。第一级在高温下运行,温度在40~50℃之间,该温度适合水解酸化细菌生长,抑制产甲烷细菌生长。第二级控制在35~38℃之间,适合产甲烷菌生长。通过温度分级自然形成了生物分相,不同微生物在各自最佳的环境下生长。

由以上分级分相厌氧消化工艺介绍可知,分级主要是由于污染物质浓度过高,需要将微生物置于不同的浓度梯度下,充分发挥较高基质浓度下微生物种群的最高基质利用率,提高工艺处理效能。但分相不能将水解酸化与产甲烷过程完全分离,两相反应器中的微生物种群也不可能实现绝对的分离;而在分级的各级反应器中,也不可避免地存在着一定程度的分相。因此,可以将“分级”和“分相”统称为“分级/分相”。分级/分相的概念特别适合于污泥这种含有复杂形态的难降解物质的污染物的生物处理。由于污泥中含有的有机物的存在形态复杂,且多为难降解物质,因此,必须采取高效的预处理措施。而污泥中高浓度的有机物,仍需要采用高效厌氧过程将其转化为沼气,以便回收能源[4]。

3 分级分相厌氧消化工艺特点

3.1 运行稳定

两相分离后,各反应器的分工更明确,产酸反应器对污水进行预处理,不仅为产甲烷反应器提供了更适宜的基质,还能够解除或降低水中的有毒物质如硫酸根重金属离子的毒性,改变难降解有机物的结构,减少对产甲烷菌的毒害作用和影响,增强了系统运行的稳定性。

3.2 抗冲击能力强

为了抑制产酸相中的产甲烷菌的生长而有意识地提高产酸相的有机负荷率,提高了产酸相的处理能力。产酸菌的缓冲能力较强,因而冲击负荷造成的酸积累不会对产酸相有明显的影响,也不会对后续的产甲烷相造成危害。能够有效地预防在单相厌氧消化工艺中常出现的酸败现象,即使出现后也易于调整与恢复,提高了系统的抗冲击能力[5]。

3.3 满足污泥“四化”处理的要求

稳定化:通过厌氧消化,可将污泥中挥发份降解;减量化:通过厌氧消化,绝干重减量30%~40%;通过后续深度脱水,总量减量60%~75%;无害化:厌氧消化能够杀灭绝大多数的病菌和蛔虫卵;资源化:厌氧消化产生的沼气能够用以供热、发电等。

3.4 处理效率高

分级分相厌氧消化工艺将产酸菌和产甲烷菌分别置于不同的反应器内并为它们提供了最佳的生长和代谢条件,使它们能够发挥各自最大的活性,较单相厌氧消化工艺的处理能力和效率均大大提高。

4 结论

通过厌氧消化处理,回收污泥、粪便及其他有机废弃物中的生物质能,贯彻了可持续发展理念;为生态城市(Eco-City)、宜居城市的持续发展提供了支撑和保障。

当前,我国污泥处理处置任务迫在眉睫以及随着城市的发展,包括污泥、有机垃圾处理、餐厨垃圾混合物料的厌氧消化处理装置将成为我国城市市政基础设施的亮点。

参考文献

[1]周恭明.污泥两相厌氧消化工艺和微生物生态特性的研究[D].上海:同济大学,1992.

[2]王子波,杨玉杰.两相厌氧工艺处理草浆黑液甲烷动力学模型[J].环境科学研究,1999,12(4):27-29.

[3]王凯军,王晓惠,吴冰.多级污泥厌氧消化工艺的开发[J].给水排水,2001,27(10):34-38.

[4]吴华明,高廷耀,周增炎.城市污泥两相厌氧消化试验[J].中国给水排水,1992,8(3):4-8.

篇3：臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

【关键词】厌氧氨氧化工艺；低氨氮污水；影响因素

1、引言

处理污水是我国目前环境保护以及城市建设的一项重要工作。目前，我国城市污水处理厂存在着碳源不足、有机物偏低等情况，使得获取的脱氮效率不能够得到保证。而根据此种情况，人们逐渐开发了许多更为高效、新型的脱氮工艺。其中，厌氧氨氧化是其中最为经济、最为有效的一种脱氮途径，在我国目前得到了较大范围的应用。而为了能够使这种方式能够获得更好的污水处理效果，就需要我们对其处理效果的影响因素进行更为深入的研究。

2、影响因素的研究

在本试验中，我们使用的是下向流生物膜滤池，其高度为2m，内径为7cm，并使用高度为1.6m的页岩颗粒作为其填料。之后，我们将该城市中某污水处理厂的二沉池出水作为我们的试验原水，在此基础上以不同的方式对其进行试验。

2.1底物影响

在厌氧氨氧化反应中，其是以亚硝酸盐氮以及氨氮作为反应基质。根据以往经验我们可以了解到，当这两种材料自身浓度达到一定程度时，其就会对厌氧氨氧化的过程产生一个抑制的作用。当然，这个研究结果是仅对于高氨氮污水处理的，在此基础上，为了能够对同等情况下低氨氮污水的处理效果进行试验，我们在保证进水氨氮不变的情况下陆续向水中投入一定量的亚硝酸盐，并观察投入之后的结果。

经过一定的观察，我们可以发现当进水NO2--N浓度升高时，其对于污水中氨氮元素的去除速率也随之增大，而当NO2--N值处于118mg/L时，其对于水中氨氮的去除效率则会达到最高，并且会在继续加入NO2--N后出现了去除速率下降的情况。由此可知，当污水中NO2--N浓度较低时，我们通过NO2--N浓度增加的方式能够有效的促进我们的厌氧氨氧化过程，而当NO2--N浓度过高时，则会对厌氧氨氧化过程产生一定的抑制作用。

2.2碳的影响

我们使用厌氧氨氧化技术的最主要原因，就是能够在无需消耗大量碳源的情况下完成消除氮的目的。但是在我们实际对城市污水进行处理的过程中，还是不能够完全脱离碳的存在。在这种情况下，就需要我们能够对污水中有机碳以及无机碳这两种方式对于厌氧氨氧化反应所能够产生的影响进行把握，并以此来帮助我们更好的提升处理效率。

2.2.1无机碳影响

通过我们向池中污水无机碳的投入，我们可以发现当进水无机碳浓度逐渐提升时，系统对于氨氮的去除速度也会随之提升，并且会到达一个处理的最高值；而当我们继续向水中加大无机碳浓度时，对于氨氮的去除速率则会呈现出一个下降的趋势。通过此点，我们则可以了解到在我们向水中适当的增加无机碳浓度时，能够较好的促进污水中厌氧氨氧化菌的生长，并在这个过程中使其同其它厌氧氨氧化菌的竞争基质能力得到了增强，并最终出现了去除速率逐渐下降的情况。即一定含量的无机碳能够帮助我们获得更好的氨氮去除效率，但是过高浓度却会对污水中厌氧氨氧化菌的生长产生一定的不利影响。

2.2.2有机碳影响

对于有机碳来说，我们在保持进水氨氮浓度保持恒定的情况下将其中加入无机碳。当无机碳浓度升高的同时，整个系统对于氨氮的去除效率反而会随之下降。这种情况的存在则表明，污水中有机物浓度也会对我们的厌氧氨氧化反应产生较大的影响，这是因为厌氧氨氧化菌本身就属于一种化能自养的专性厌氧菌，当其中存在一定浓度的有机物时，那么就会使系统中异养菌增殖速度远远超过厌氧氨氧化菌，并因此对厌氧氨氧化菌的活性产生了一定的抑制作用，并使其所具有的脱氨效率也随之降低，另一方面，这种异养菌的存在也会同无水肿的厌氧氨氧化菌同时竞争NO2--N，而这也会对污水处理效果产生较大的负面影响。

2.3温度影响

在大部分化学反应中，温度都是对微生物、细菌代谢以及生长情况具有影响的一项重要条件，而在厌氧氨氧化工艺中，随着我们对其温度的提升则可以看到其对于氨氮的去除效率也得到了提升，且随着污水温度的变化，厌氧氨氧化池中所具有的容积负荷率也会产生一定的变化：当污水温度提升时，其所具有的容积负荷率也会随之提升。从这一系列效果中我们则可以了解到，厌氧氨氧化反应对于温度具有非常敏感的特点，且当温度较高时更利于反应的进行，对于污水的处理效果也就更好。

2.4pH影响

pH对于厌氧氨氧化反应所具有的影响也是我们需要重点考虑的一部分。而在具体应用中，其对于我们污水处理所具有的影响主要表现对基质以及细菌的影响上，且污水中亚硝酸盐以及氨氮的分配情况也会对处理效果產生一定的影响。而为了能够更好的研究厌氧氨氧化过程中pH的变化情况，我们对系统滤池pH值进行了一系列的检测。

检测发现，随着系统中厌氧氨氧化反应的进行，系统中pH的沿程也随之增加，并当厌氧氨氧化反应结束之后系统中的pH变化情况则趋于平稳。从这里我们则可以了解到，虽然系统中厌氧氨氧化菌所具有的异化作用不会对整个系统的pH值产生影响，但其中所存在的自养生物却会根据固定二氧化碳的应用使周围环境变为一种碱性的形态。正是基于此点，在我们实际开展厌氧氨氧化过程时，也需要能够对其中pH值进行良好的控制，以保证反应的更好运行。

3、结束语

在上文中，我们对于厌氧氨氧化工艺处理低氨氮污水的影响因素进行了一定的分析与研究，而在实际处理的过程中，也需要我们能够对各类因素的最优效果进行控制，以保证反应的高效运行。

参考文献

[1]唐崇俭，郑平，汪彩华，张吉强，陈建伟，丁爽.高负荷厌氧氨氧化EGSB反应器的运行及其颗粒污泥的ECP特性[J].化工学报，2010（03）：101-102.

[2]陈建伟，郑平，唐崇俭，余燚.低pH对高负荷厌氧氨氧化反应器性能的影响[J].高校化学工程学报，2010（02）：320-324.

篇4：臭氧氧化/厌氧消化工艺处理CEPT污泥的研究

部分指标《中药类制药工业水污染物排放标准》 (G B 21906-2008) 表二新建企业水污染物排放限值。

1 污水水质、水量

该制药厂的污水量为40m3/d (2m3/h) 。进水C O D cr为5000~12000m g/L、B O D5为3500~8500m g/L、N H3-N为25~38m g/L、TP为1.5~3m g/L、SS为300~500m g/L、PH为5。设计进出水水质见表1。

2 工艺流程

由于制药厂废水来源于各车间的清洗水, 里面含有多种细颗粒杂物, 悬浮物含量很高, 必须经过细格栅和初沉池拦截及去除污水中较大漂浮物和一定粒径的悬浮物。污水进入调节池进行水质、水量的调节, 进水的PH偏低, 为弱酸性水, 加碱将水水质调成中性或碱性, 有利于后续的生化处理。

高效厌氧处理包括水解酸化池和IC厌氧反应器, 水解酸池D O控制在0.2m g/L以下, H R T为2h, 池内悬挂高效弹性立体填料。IC厌氧反应器直径2.3m, 高12m, 废水在反应器中自下而上流动, 污染物被细菌吸附并降解, 净化过的水从反应器上部流出, 处理高浓度有机废水时, 进水容积负荷率可提高到35~50kg C O D/ (m3.d) , 高效厌氧处理C O D的降解率达80%以上。

好氧分解阶段采用活性污泥法和两级生物接触氧化工艺。采用机械鼓风曝气, 提供微生物所需的溶解氧, 同时也起到好氧污泥悬浮于水中, 形成与污水接触和反应。曝气池内D O控制在2~3m g/L, M LSS控制在4000m g/L, H R T为15h。接触氧化池采用低负荷曝气运行方式, D O控制在2.5~3m g/L, 气水比约为18:1, H R T为10h, 采用两级生物接触氧化池, 不同浓度下的生物选择器培养出适应其生存环境的优势菌种, 可以提高生物接触氧化池的处理效果。

3 工程运行效果与数据分析

工程自投入运行后, 系统运行正常, 出水水质稳定达标。在调试过程中向水解酸化池、IC厌氧反应器、活性污泥池及两级生物接触氧化池中投加10吨含水率70%的污泥。经过两个月的调试各项出水指标稳定达标。

工程投入使用, 解决了药厂污水排放问题, 取得了明显的环境效益。在实际运行过程中, 进水偏酸, 需调节进水的PH。也因为进水的C、N、P比不利于生化系统的反应, 需在水解酸化池、活性污泥池不同生化阶段, 投加氮、磷肥等营养物, 使微生物在适当的环境中生存及进行新陈代谢, 高效处理污染物。

4 经济指标分析

制药厂污水属于高浓度废水, 处理工艺复杂, 工程处理规模为40m3/d, 总投资为80多万元, 折合每吨水投资达2万元左右。在工程占地面积方面, 包括处理构筑物、辅助性设施, 总占地为180m2, 折合每吨水占地4.5m2。

工程总装机功率为15.45kw, 运行功率8.65kw, 电耗为207.6kw h/d, 吨水用电5.19w.h;药剂 (含烧碱、N、P及絮凝剂等药剂投加) 为20元/d, 则药剂费为0.50元/m3, 整个污水处理站安排两个工作人员。

5 结论

1) 工程实践证明, 采用高效厌氧-活性污泥/两级生物接触氧化工艺处理制药废水, 处理效果好, 系统运行稳定。

2) 在运行成本方面, 可以考虑引入化粪池污水, 补充原水的N、P量, 调整废水的C、N、P比例, 节省药剂费及相关投药的费用。

参考文献

[1]唐源, 马篦文.中低温下IC反应器的启动及污泥颗粒化研究.中国给水排水, 2010.