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厭氧生物處理中容易出現的問題及其解決辦法
發布時間:2020-06-23 點擊瀏覽:

在厭氧生物處理過程中,廢水的成分通常比較復雜,而且在運行中也經常出現一些干擾因素,如在反應器中有時會出現毒性物質、產生泡沫等問題。這些問題往往會給整個厭氧系統運行造成致命影響,因此操作人員需要及時發現存在的問題并提早解決,防止問題惡化而使運行失敗。

1.廢水中的某些物質容易導致沉淀、垢化等

市場上通用的厭氧處理是采用顆粒污泥,運行過程中經常發生出水管或者是管道中有沉淀物質產生的問題,有時這些沉淀物質還會沉積在顆粒污泥的內部及表面,造成顆粒污泥的鈣化,降低了顆粒污泥的效力,從而影響處理效果,這是由于廢水中含有某些無機化合物(如Ca2+、Mg2+)造成的。當廢水中含有較高濃度的Ca2+時,容易造成厭氧系統顆粒污泥的鈣化,進而引發系統出水帶泥、去除效率嚴重下降的現象。當廢水中Mg2+NH4+有較高濃度時,就會產生磷酸鎂銨沉淀(MgNH4PO4),俗稱鳥糞石,直接導致管道結垢。

解決此類問題,一般有兩種方式:第一就是采用傳統軟化水質的方法,在進入厭氧系統之前將引發產生沉淀的物質去除出來,但是對于造紙行業的廢水來說,廢水水量大、水質復雜,同時大量的廢水需要回用。這種解決方式不但增加了處理費用,同時,增加廢水中的全鹽量,導致廢水無法回用于車間。

第二種方式就是采用具備生物脫鹽功能的厭氧反應器,在厭氧系統內部將引發產生沉淀的物質去除出來。山東環發科技開發有限公司自主研發的專利技術—一體化厭氧系統采用的是顆粒污泥與絮狀污泥的混合污泥,不存在污泥鈣化問題,它是在高效率的COD去除基礎上植入厭氧生物脫鹽功能,解決了管道結垢、污泥鈣化等問題,同時降低回用水中的全鹽量,保證廢水的回用水質。具體內容在公眾號文章《實現節能減排的制漿造紙廢水封閉循環技術》中有詳細的介紹,有興趣的朋友可移步了解或電話咨詢。

2.毒性物質

厭氧生物處理中甲烷細菌對毒性物質比產酸細菌要敏感,而且利用乙酸鹽的甲烷細菌比利用H2/CO2的甲烷細菌更容易受毒性物質的抑制。毒性物質存在及其濃度是影響厭氧處理的重要因素之一。

在厭氧生物處理中,毒性物質主要是重金屬和某些陰離子,所以必須要嚴格控制厭氧系統中毒性物質的含量。

制漿造紙行業廢水相比較其他工業廢水來說,重金屬含量一般不會很高,但由于在制漿造紙過程或污水預處理過程中添加硫酸鋁等藥劑,造成硫酸鹽等陰離子含量超標。接下來介紹下硫酸鹽對厭氧消化的毒性作用及控制對策。

1)硫酸鹽對厭氧消化的毒性影響

硫是厭氧微生物生長所必需的微量元素之一,當廢水中沒有硫化物的存在時,甲烷細菌的生長會收到抑制,甲烷細菌生長最適宜的硫化物濃度為50~200mg/L。

根據實際運行情況,當硫酸根濃度為600~700mg/L時,對厭氧消化過程中顆粒污泥產生明顯抑制的作用;當濃度達到900~1000mg/L時,則產生重度抑制作用。

2)對硫酸鹽毒性的控制對策

傳統方式如稀釋進水、投加無機鹽、吹脫H2S等,對于制漿造紙廢水的水量大、水質差、不允許產生異味、需要控制運行成本等特點來說,并不適用,另外,以上幾種方法,都是試圖從廢水中去除或降低H2S的濃度以達到控制其毒性的目的,但并未解決產酸菌與產甲烷菌群爭奪分子氫使甲烷產量減少的問題。

接下來給大家介紹的是兩段厭氧消化工藝。

山東環發科技開發有限公司的一體化厭氧系統內部采用特殊的設計,根據來水水質的不同,劃分為具有不同功能的反應區,將產酸與產甲烷兩種階段分開控制。在第一階段控制產酸菌適宜的環境條件,產物以低級脂肪酸和H2S為主,第二階段控制以產甲烷菌為主的菌群環境條件。兩個階段互不干擾。第一階段的出水正好能夠滿足產甲烷菌的生存環境條件,進而在控制硫酸鹽毒性的基礎上,增加了水中COD的去除效率。

3.泡沫問題

厭氧生物處理工藝與好氧生物處理工藝產生的問題有時會是相似的,在好氧工藝中,經常會出現泡沫問題,厭氧工藝運行中也是間發性地出現泡沫問題。

生成泡沫的首要原因是液體表面張力的降低。廢水中的蛋白質、脂肪和類脂一般會引起泡沫。制漿造紙廢水中的有機物組分隨著原料種類而變化,以廢紙為原料,其主要成分主要是來自纖維素或半纖維酸的降解,或來自淀粉。另外還含有木素的衍生物。其他還有一些有機物組分包括蛋白質、黏合劑、涂布膠粘劑、食物殘渣等。

形成泡沫的另一個原因是顯著的產氣。高負荷所帶來的突然產生大量的沼氣也可以增加產生泡沫的可能性。

此類廢水在處理過程中采用下列措施可防止泡沫的形成:a、以中等負荷運行,即在設計厭氧系統時,厭氧系統容積負荷應該采用比設計的容積負荷值更低的數值(具體比例需要按照不同的水質進行計算得出)。b、廢水需要與污泥充分混合。c、在厭氧系統三相分離器核心部件處進行特殊的設置。d、厭氧系統沉淀區液面安裝泡沫撇除裝置。

山東環發科技開發有限公司的一體化厭氧系統,在系統內部設計時就進行了特殊的設置,降低了大量泡沫產生的幾率。

4.厭氧系統沼氣處理的安全問題

厭氧系統在降解污水中有機物后主要產物是沼氣。隨著廢水水質的不同,沼氣的化學成分也各異,一般由60%~70%甲烷、25%~40%的二氧化碳和少量的氮硫化物和硫化氫組成,燃燒熱值約18800~25000KJ/m3。大中型污水處理廠對消化產生的沼氣進行回收利用,可以達到節約能耗、降低運行成本的目的。

同時,空氣中的沼氣含量達到一定濃度會具有毒性;沼氣與空氣以1:(8.6~20.8)(體積比)混合時,如遇明火會引起爆炸。因此污水處理廠沼氣利用系統如果設計操作不當將會有很大的危險。

厭氧產生的沼氣是處于汽水飽和態的混合氣,隨著溫度的降低,沼氣管道中會產生大量的含雜質的冷凝水,如果不從系統中除去,容易堵塞、破壞管道設備。同時沼氣中的H2S氣體溶于水形成的氫硫酸會腐蝕設備和毀壞設備。沼氣凈化主要是脫硫和去除冷凝水及雜質。

另外在設計過程中,還需要考慮防爆保護設施。

厭氧處理系統的運用不僅降低了整個污水處理的運行成本,而且還能產生一定的效益(如沼氣發電、沼氣鍋爐等)。厭氧系統的運行中也會存在一定的問題,需要及時進行解決,才能發揮厭氧系統的最大使用價值。

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