厌氧生化法
近年来,厌氧发酵法处理淀粉废水主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧接触法(ACP)、两相厌氧消化法(TPAD)和厌氧滤池(AF)等。
1.升流式厌氧污泥床(UASB)
UASB内的水流方向与产气上升方向相一致,一方面减少了堵塞的机率,另一方面则加强了对污泥床的搅拌混合作用而有利于微生物与进水基质间的混合接触及颗粒污泥的形成。该工艺不仅投资省、运行费用低、操作简便,而且产生可供利用的沼气,处理后的废水达标排放,获得较好的经济效益和环境效益。
张振家等采用UASB反应器处理淀粉废水,具有容积负荷及去除率高等显著优点,在反应器COD容积负荷保持在10kg/(m3?d)以上时,COD去除率可达90%以上,有机氮去除率亦达80%,为后续处理打下良好基础。试验结果表明,微量元素在废水的厌氧生物处理过程中具有不可少或缺的作用,因此在厌氧处理过程中,必须充分重视厌氧反应体系对微量元素的需求,保证供给。
2、厌氧流化床(AFB)
该反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体,厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长,载体处于流化状态,具有良好的传质条件,微生物易与废水充分接触,细菌具有很高的活性,设备处理效率高。
栾金义等将生物流化床与接触氧化法相结合的复合生物流化床方法,使淀粉废水先经过流化的生物载体后再经填料层,处理北京某淀粉厂的废水,COD去除率达90%左右,废水可达标排放。该方法可使生物流化床技术与接触氧化法的优缺点相互补充,大大提高了处理效率。
3、垂直折流厌氧污泥床(VBASB)
VBASB是一种复合型厌氧反应器,它是以UASB反应器为主体,综合了ACP、UASB和AF三种工艺的特点,可视为在UASB反应器内加四道垂直挡板,使反应器的水流上下垂直折流,处理过的废水再经三相分离器流出反应器,使反应器内的水流呈推流的特点,对高悬浮物高浓度有机废水比AF和UASB有更好的适应性。
贺晓红等介绍了在常温条件下,采用VBASB反应器处理淀粉废水的经济有效的方法。当HRT=12h时,反应器的平均进水COD为4511.8mg/L,平均COD容积负荷为903kg/(m3?d),出水COD平均为778.1mg/L,平均处理效率达81.47%,1gCOD的沼气平均产率为0.30L,同时,在反应器内部形成了大量活性良好的颗粒污泥。在处理过程中,主要控制因素为VFA、碱度和pH。保持反应器中VFA在500mg/L以下,碱度在1000mg/L左右,pH在6.3~7.6是适宜的。处理后的出水进一步经过好氧生物处理,即可达标排放。
4、厌氧接触消化法
厌氧接触消化法属第二代厌氧消化技术,由于采用将消化污泥回流至消化器的措施,可保持消化设施内较高浓度的生物量,从而提高了消化器的容积负荷。与上流式厌氧污泥床、厌氧滤床相比,厌氧接触消化法虽然负荷较低,但运行可靠,起动时间较短,但目前国内在淀粉废水处理方面的研究和应用并不多见。
佘宗莲等采用厌氧接触消化技术,分别在中温32℃和自然温度条件下处理淀粉厂的高浓度废水。结果表明,采用中温厌氧消化可取得较好的处理效果,原水不调pH4.0~4.9直接进反应器,COD容积负荷最高达5.06kg/(m3?d),进水COD平均为11.604×10mg/L,出水COD平均为1778mg/L,COD去除率达85.8%,出水pH提高到6.4~7.0。采用自然温度消化,当气温大于24℃时,可取得较好的处理效果。
5、厌氧折流板ABR反应器
ABR反应器作为一种理想的多段分相、混合流态处理工艺,具有比其他厌氧工艺更为优越的特性。
沈耀良等对ABR反应器处理高浓度淀粉加工废水的效果及污泥特性进行了研究,在中温35士0.5℃、进水COD负荷为12~18kg/(m3?d)、HRT=12~24h时,COD的去除率可达72%~96%。研究表明,不同条件下反应器不同隔室中的VFA及pH的变化呈现出显著的相分离及移动的特征,反应器中形成SVI为18~25mL/g、平均粒径为2~3mm大者可达4~5mm、性能良好的颗粒污泥,且其特性随不同隔室而呈现出相应的变化规律。该方法对高浓度淀粉加工废水具有稳定高效的处理效果。
6、厌氧滤池(AF)
装置中填满了如沙砾、塑料、泡沫等填料,使厌氧微生物附着在上面生长,可维持较高的生物量和较长的SRT。但由于该装置易发生堵塞,所以主要用于处理含悬浮物较少的中、低浓度废水,近些年使用该方法处理淀粉废水方面的报道不多。
Ahn等采用两种不同的方式,对厌氧滤池处理马铃薯淀粉废水的动力学特性进行了研究。结果表明,尽管两种模式下反应器均运行正常,但是对出水COD的预测受进水水质的影响严重。
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