采集!厌氧反应器调试指导手册!

   日期:2020-09-28     来源:中国化工网    作者:化工之家    浏览:9815    评论:0    
核心提示:1.目的:本手册用于厌氧生物降解过程单元的操作和管理. 2.内容和目的:本手册包括以下7个内容: (1)厌氧生物反应概述; (2)氧气技术的优缺点; (3)反应机理; (4)厌氧反应器类型;

1.目的:本手册用于厌氧生物降解过程单元的操作和管理.

2.内容和目的:本手册包括以下7个内容:

(1)厌氧生物反应概述;

(2)氧气技术的优缺点;

(3)反应机理;

(4)厌氧反应器类型;

(5)厌氧反应器过程控制条件;

(6)启动方法;

(7)运行管理中的问题和解决方案;

该手册适用于厌氧反应堆操作员,污水处理站技术人员,实验室技术人员和管理人员也可以使用.相关人员参考.

3.厌氧反应概述:

利用微生物的代谢活性将有机物分解为简单的无机物,从而去除水中有机物污染的过程称为废水生物处理.根据代谢过程中的氧气需求,将微生物分为好氧,厌氧和兼性微生物.厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程,在不提供氧气的情况下将有机物转化为无机物和少量细胞物质.这些无机物包括大量的沼气(即沼气)和水.

厌氧是一种低成本的废水处理技术,将废水处理与能源结合在一起,特别适合在发展中国家使用.

四个.厌氧处理技术的优缺点:

优点:

(1)可作为环保,能源回收和生态良性循环的组合系统.该技术具有良好的社会效益.,经济和环境效益.

(2)能耗低,运营成本低.浓度为1500mg / L或更高的废水的成本仅为好氧工艺的1/3.

(3)能量回收,从理论上讲,1kgCOD可以产生0.35m3的纯甲烷,其燃料值为(3.93×10-1J / m3),高于天然气(3.93×10-1J) / m3).以一个10t的COD工厂为例,如果将COD去除80%,甲烷为理论值的80%,则每天的沼气产量为2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可产生5400Kwh.

(4)该设备负荷高且面积小.

(5)剩余污泥较少,仅为好氧过程的1/6〜1/10.

(6)对氮和磷等营养物质的需求低,需氧过程要求C:N:P = 100:5:1,厌氧过程为C:N:P =(350-500) :5:1.

(7)无需稀释即可直接处理高浓度有机废水.

(8)在供水和营养中断的情况下,厌氧细菌可以保留一年的生物活性和沉淀,适合间歇性和季节性操作.

(9)系统灵活,设备简单,易于生产和管理,规模可大可小.

厌氧菌不足:

(1)废水污染浓度高于有氧菌,一般不能达到标准;

(2)对有毒物质敏感(3)初始启动缓慢,并且至少需要8-12周才能恢复正常水平.

V.反应机理:

厌氧反应过程是一个复杂的生态系统,可生物降解复杂的物质(指水中的悬浮固体和胶体形式的聚合物有机物).反应过程可分为四个阶段:(p)

(1)水解阶段-被细菌细胞外酶分解为小分子.例如,纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解成短肽和氨基酸.这些小分子的水解产物可以溶解在水中.并通过细胞供细胞使用.

(2)发酵阶段:小分子化合物在发酵细菌(酸化细菌)的细胞中转化为更简单的化合物,并从细胞中分泌出来.此阶段的主要产品是挥发性脂肪酸(VFA)醇,乳酸,CO2,氢,氨,硫化氢等.

(3)酸的生产阶段-前一阶段的产品是进一步转化为乙酸,氢,碳酸和新型电池材料.

(4)甲烷生产阶段-在此阶段,将乙酸,氢,碳酸,甲酸和甲醇转化为甲烷,二氧化碳和新型电池材料.原件水解阶段包括蛋白质水解,碳水化合物水解和脂质水解.

a.发酵酸化阶段-包括氨基酸和糖的厌氧氧化,以及高级脂肪酸和醇的厌氧氧化.

b.乙酸生产阶段包括由中间产物形成乙酸和氧,以及由氢和二氧化碳形成乙酸.

c.甲烷生产阶段-包括由乙酸形成甲烷以及由氧气和二氧化碳形成甲烷.当废水中含有硫酸盐时,将发生硫酸盐还原过程,如虚线所示.

VI.厌氧反应器类型:

(1)普通厌氧反应池

(2)厌氧接触过程

(3)上流厌氧污泥堆(UASB)反应器< / p>

(4)内循环厌氧反应器(IC)

(5)厌氧颗粒污泥膨胀水库(EGSR)

(6)厌氧过滤介质(AF)

(7)厌氧流化池反应器

(8)氧气折流板反应器(ABR)

(9)厌氧生物转盘

(10)厌氧混合级反应器等.

七.氧气反应的过程控制条件:

(1)温度:根据三种不同的中温厌氧菌(中温5-20°C,中温20-42°C,中温42-75°C)进行工程划分分为低温厌氧(15-20°C),中温厌氧(30-35°C)和高温厌氧(50-55°C).温度对于厌氧反应特别重要.当温度低于最佳下限温度时,每下降1°C,效率下降11%.在上述范围内,温度在1-3°C之间的小幅波动不会对厌氧反应产生明显影响,但是过度的温度变化(快速变化)会降低污泥的活力并引起酸积累.

(2)PH:厌氧水解酸化过程中,pH范围比较松散,即产酸菌的pH值应控制在4-7°C范围内;完整的厌氧反应应严格控制pH值,即甲烷生产反应的控制范围为6.5-8.0,最佳范围为6.8-7.2,pH值低于6.3或高于7.8,降低了甲烷化率.

(3)氧化还原电势:水解阶段的氧化还原电势为-100〜+ 100mv,甲烷化阶段的最佳氧化还原电势为-150〜-400mv.因此,应控制给水带来的氧气含量,并且厌氧反应器不应受到不利影响.

(4)养分:厌氧反应池养分的比例为C:N:P =(350-500):5:1.

(5)有毒有害物质:

抑制和影响厌氧反应的有害物质有三种:

(1)无机物质:氨,无机硫化物,盐,重金属等,尤其是硫酸盐和硫化物具有最严重的抑制作用;

(2)有机化合物:非极性有机化合物,包含挥发性脂肪酸(VFA),非极性.酚类化合物分为五类,单宁,芳香族氨基酸和焦糖化合物.

(3)含氯代烃,甲醛,氰化物,去污剂,抗生素等的生物异质化合物.

工艺技术参数:

(1)停留时间:HRT

(2)有机负荷

(3)污泥负荷

8.厌氧反应器启动:

(1)接种污泥:

当存在颗粒污泥时,接种污泥的大小为10-15%,没有现成污泥时,最常用的是污水处理厂污泥池中消化的污泥.浓稠的消化污泥有助于颗粒状污泥的形成.当没有消化污泥和颗粒污泥时,化粪池污泥,新鲜牛粪,猪粪和其他畜禽粪便可用作细菌菌株,变质的污泥和鱼池底污泥也可用作接种污泥,但应开始使用.周期更长.

当没有颗粒状污泥时,污泥接种浓度应不低于10Kg·VSS / m3反应器体积,但接种的污泥填充量不应超过反应器体积的60%.在污泥接种期间,应防止无机污泥,沙子和其他难消化物质进入厌氧反应器.

当厌氧反应器需要进行生物启动时,如果要处理的有机负荷小于反应器的最大处理负荷,则可以根据有机物的总量计算出相应的厌氧污染待处理的污泥接种量不一定是全部接种量,从而降低了厌氧污泥的购买成本.

那么应该接种多少厌氧污泥?有必要了解污泥负荷的基本概念:污泥负荷是指每天在有效污泥中单位有效污泥单位质量所施加的有机物量,计算公式为:

污泥负荷(kgSCOD) /kgVS.d)=Q(m3/d)*SCOD(mg/L)/VS(kg)

其中:

Q型厌氧反应器每日处理量

SCOD-是废水中的可溶性鳕鱼浓度

VS-是厌氧反应器中厌氧污泥的总挥发性固体

(2)接种污泥开始- up:启动过程分为以下三个阶段:

1.初始阶段-反应池负荷为0.5-1.0kgCOD / m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD / kgVSS·d.进入厌氧池消化,降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg / L,并根据需要控制流入量.最低的COD负载为1000mg / L.进水浓度应稀释.

进入液体时,不要刻意严格控制所有工艺参数,而应特别注意乙酸的浓度,该浓度应保持在1000mg / L以下.进液口采用间歇冲击形式,即每3到4小时一次,每次5-10分钟,然后将间隔时间逐渐减少到1小时,每个进液口的时间逐渐增加20- 30分钟.在初始阶段,当进水间隔过长时,应每1小时,每3〜5分钟启动泵搅拌污泥一次.

2.从第二阶段开始,当反应器的体积负荷增加到2-5kgCOD / m3d时,在此阶段中洗出的污泥量增加,并且开始产生颗粒状污泥.一般而言,从40d的第一阶段到第二阶段,体积负荷约为设计负荷的50%.

3.启动的第三阶段-从容积负荷的50%到100%,它是通过逐渐增加进料数量并缩短进料间隔时间来实现的.衡量能否获得饲料量并缩短饲料时间的实验室指标是控制活性脂肪酸的VFA不超过500mg / L.当VFA超过500-1000mg / L时,厌氧反应器呈酸化状态,表明其超过1000mg / L.它已被酸化,应立即采取措施停止进食并驯化菌株.一般来说,从第二阶段到第三阶段需要30-40d.

(3)起点

1.启动必须逐步进行,留出大量时间.预计不会在短时间内进入进料操作以达到厌氧降解的目的.因为启动实际上是从休眠状态(即激活)中恢复细菌的过程.细菌的选择,驯化和增殖都在启动过程中.原始厌氧污泥中浓度较低的产甲烷菌的生长速度要比产酸菌慢得多.因此,此时的负载通常不高,时间不能短,每次进给量小,间隔长.

2.混合进料溶液的浓度必须控制在较低水平.通常,COD浓度为1000-5000mg / L.当其超过5000mg / L时,应进行废水循环和水稀释.

3.如果混合溶液中的亚硫酸盐浓度大于200mg / L,则在进入溶液之前应将其稀释至100mg / L以下.

4.负荷增加操作模式:初始容积负荷可以从0.2-0.5kgCOD / m3·d开始,然后在生物降解性达到80%或更高时逐渐增加.如果进料量最低,但厌氧过程仍然异常且无法消化COD,则进料中断时间应延长24h或2-3d.检查消化和降解的主要指标以测量VFA浓度.在启动阶段,VFA应保持低于3mmoL / L.

当体积负荷达到2.0kgCOD / m3·d时,每种进料负荷均可增加,但最大值不超过20%.仅当进料增加并且VFA浓度保持不变时,或者当VFA浓度仍保持在3mmoL / L时,进料量才能不断增加,流体进料间隔也可以不断减小.

九.厌氧生物处理中的问题和解决方案

 
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