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厌氧生物处理、调试、运行指导手册

  • 作者:超级管理员
  • 发布时间:2022-03-22
  • 点击:1190

  厌氧生物处理、调试、运行指导手册

  1、目的:本手册用于厌氧生物降解工艺单元的运行管理。

  2、内容及对象:手册包括有以下7个内容:即:

  厌氧生物反应概述;厌氧技术优势和不足;反应机理;厌氧反应器类型;厌氧反应器工艺控制条件;启动方式;运行管理;问题及解决措施;

  手册适用于厌氧反应器操作人员、污水站技工、化验人员和管理人员,亦可供相关人员参考。

  3、厌氧反应概述:

  利用微生物生命过程中的代谢活动,将**物分解为简单无机物,从而去除水中**物污染的过程,称为废水的生物处理。根据代谢过程对氧的需求,微生物又分为好氧、厌氧和介于两者间的兼性微生物。厌氧生物处理就是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需提供氧的情况下,把**物转化为无机物和少量的细胞物质,这些无机物包括大量的生物气(即沼气)和水。

  厌氧是一种低成本废水处理技术,把废水治理和能源相结合,特别适合发展中国家使用。

  4、厌气处理技术的优势和不足:

  优势:

  4.1可作为环境保护、能源回收和生态良性循环结合系统的技术,具有良好的社会、经济、环境效益。

  4.2耗能少,运行费低,对中等以上(1500mg/L)浓度废水费用仅为好氧工艺1/3.

  4.3回收能源,理论上讲1kgCOD可产生纯甲烷0.35m3,燃值(3.93×10-1J/m3),高于天然气(3.93×10-1J/m3)。以日排10t COD工厂为例,按COD去除80%,甲烷为理论值80%计算,日产沼气2240m3,相当于2500m3天然气或3.85t煤,可发电5400Kwh.

  4.4设备负荷高、占地少。

  4.5剩余污泥少,仅相当于好氧工艺1/6~1/10.

  4.6对N、P等营养物需求低,好氧工艺要求C:N:P=100:5:1,厌氧工艺为C:N:P=(350-500):5:1。

  4.7可直接处理高浓**废水,不需稀释。

  4.8厌氧菌可在中止供水和营养条件下,保留生物活性和沉泥性一年,适合间断和季节性运行。

  4.9系统灵活,设备简单,易于制作管理,规模可大可小。

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  厌氧不足:

  1、 出水污染浓度高于好氧,一般不能达标;

  2、 对有毒性物质敏感;

  3、 初次启动缓慢,*少需8-12周以上方能转入正常水平。

  5、反应机理:

  厌氧反应过程是对复杂物质(指高分子**物以悬浮物和胶体形式存在于水中)生物降解的复杂的生态系统。其反应过程可分为四个阶段:

  5.1水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如:纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等,这些小分子的水解产物能被溶解于水,并透过细胞为细胞所利用。

  5.2发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物,并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸(VFA)醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。

  5.3产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。

  5.4产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。原理图如下:

  复杂**物

  水解、发酵

  脂肪酸(﹥C2) 硫酸盐还原

  产乙酸

  H2+CO2 乙酸

  产甲烷 产甲烷

  CH4+CO2

  硫酸盐还原 硫酸盐还原

  H2S+CO2

  a、 水解阶段——含有蛋白质水解、碳水化合物水解和脂类水解。

  b、 发酵酸化阶段——包括氨基酸和糖类的厌氧氧化,以及较高级脂肪酸与醇类的厌氧氧化。

  c、 产乙酸阶段——含有从中间产物中形成乙酸和氧气,以及氢气和二氧化碳形成乙酸。

  d、 产甲烷阶段——包括从乙酸形成甲烷,以及从氧、二氧化碳形成甲烷。废水中有硫酸盐时,还会有硫酸盐还原过程,如虚线所示。

  6、厌氧反应器类型:

  6.1普通厌氧反应池

  6.2厌氧接触工艺

  6.3升流厌氧污泥库(UASB)反应器

  6.4厌氧颗粒污泥膨胀库(EGSR)

  6.5厌氧滤料(AF)

  6.6厌氧流化库反应器

  6.7厌氧折流反应器(ABR)

  6.8厌氧生物转盘

  6.9厌氧混台反应器等.

  7、厌氧反应的工艺控制条件:

  7.1温度:按三种不同嗜温厌氧菌(嗜温5-20℃ 嗜温20-42℃ 嗜温42-75℃)工程上分为低温厌氧(15-20℃)、中温厌氧(30-35℃)、高温厌氧(50-55℃)三种。温度对厌氧反应尤为重要,当温度低于**下限温度时,每下降1℃,效率下降11%。在上述范围,温度在1-3℃的微小波动,对厌氧反应影响不明显,但温度变化过大(急速变化),则会使污泥活力下降,度产生酸积累等问题。

  7.2 PH:厌氧水解酸化工艺,对PH要求范围较松,即产酸菌的PH应控制4-7℃范围内;完全厌氧反应则应严格控制PH,即产甲烷反应控制范围6.5-8.0,**范围为6.8-7.2,PH低于6.3或高于7.8,甲烷化速降低。

  7.3氧化还原电位:水解阶段氧化还原电位为-100~+100mv,产甲烷阶段的**氧化还原电位为-150~-400mv。因此,应控制进水带入的氧的含量,不能因以对厌氧反应器造成不利影响。

  7.4营养物:厌氧反应池营养物比例为C:N:P=(350-500):5:1。

  7.5有毒有害物:抑制和影响厌氧反应的有害物有三种:

  7.5.1无机物:有氨、无机硫化物、盐类、重金属等,特别硫酸盐和硫化物抑制作用*为严重;

  7.5.2**化合物:非极性**化合物,含挥发性脂肪酸(VFA)、非极性酚化合物、单宁类化合物、芬香族氨基酸、焦糖化合物等五类。

  7.5.3生物异型化合物,含氯化烃、甲醛、氰化物、洗涤剂、抗菌素等。

  7.6工艺技术参数:

  7.6.1水力停留时间:HRT

  7.6.2**负荷

  7.6.3污泥负荷

  8、厌氧反应器启动:8.1接种污泥:有颗粒污泥时,接种污泥数量大小10-15%.当没有现成的污泥时,应用*多的是污水处理厂污泥池的消化污泥.稠的消化污泥有利于颗粒污泥形成。没有消化污泥和颗粒污泥时,化粪池污泥、新鲜牛粪、猪粪及其它家畜粪便都可利用作菌种,也可用腐败污泥和鱼塘底泥作接种污泥,但启动周期较长。

  污泥接种浓度至少不低10Kg•VSS/m3反应器容积,但接种污泥填充量不大于反应器容积60%。污泥接种中应防止无机污泥、砂以及不可消化的其它物进入厌氧反应器内。

  8.2接种污泥启动:启动分以下三个阶段进行:

  1、起始阶段——反应池负荷从0.5-1.0kgCOD/m3d或污泥负荷0.05-0.1kgCOD/kgVSS•d开始。进入厌氧池消化降解废水的混合液浓度不大于COD5000mg/L,并按要求控制进水,**的COD负荷为1000mg/L。进液浓度不符合应进行稀释。

  进液时不要刻意严格控制所有工艺参数,但应特别注意乙酸浓度,应保持在1000mg/L以下。进液采用间断冲击形式,即每3~4小时一次,每次5-10min,之后逐步减断间隔时间至1小时,每次进液时间逐步增长20~30min。起始阶段,进水间隔时间过长时,则应每隔1小时开动泵对污泥搅拌一次,每次3~5min。

  2、启动第二阶段——当反应器容积负荷上升到2-5kgCOD/m3d时,这一阶段洗出污泥量增大,颗粒污泥开始产生。一般讲,从**段到第二段要40d时间,此时容积负荷大约为设计负荷的50%。

  3、启动的第三阶段——从容积负荷50%上升到****,采用逐步增加进料数量和缩短进料间断时间来实现。衡量能否获进料量和缩短进料时间的化验指标定控制发挥性脂肪酸VFA不大于500mg/L,当VFA超过500-1000mg/L,厌氧反应器呈现酸化状态,超过1000mg/L则表明已经酸化,需立即采取措施停止进料,进行菌种驯化。一般来讲第二段到第三段也需30-40d时间。

  8.3启动的要点

  1、启动一定要逐步进行,留有充裕的时间,并不能期望很短时间进入加料运行达到厌氧降解的目标。因为启动实际上是使细菌从休眠状态恢复,即活化的过程。启动中细菌选择、驯化、增殖过程都在进行,原厌氧污泥中浓度较低的甲烷菌的增长速度相对于产酸菌要慢的多。因此,这时负荷一般不能高,时间不能短,每次进料要少,间隔时间要长。

  2、混合进液浓度一定要控制在较低水平,一般COD浓度为1000-5000mg/L,当超过5000mg/L,应进行出水循环和加水稀释至要求。

  3、若混合液中亚硫酸盐浓度大于200mg/L时,则亦应稀释至100mg/L以下才能进液。

  4、负荷增加操作方式:启动初期容积负荷可从0.2-0.5kgCOD/m3•d开始,当生物降解能力达到80%以上时,再逐步加大。若**负荷进料,厌氧过程仍不正常COD不能消化,则进料间断时间应延长24h或2-3d,检查消化降解的主要指标测量VFA浓度,启动阶段VFA应保持在3mmoL/L以下。

  5、当容积负荷走到2.0kgCOD/m3d后,每次进料负荷可增大,但**不超过20%,只有当进料增大,而VFA浓度且维持不变,或仍维持在﹤3mmoL/L水平时,进料量才能不断增大进液间隔才能不断减少。

  9、 厌氧生物处理中存在的问题及解决方法1、污泥生长过慢1营养物不足,微量元素不足:(增加营养物和微量元素)

  2进液酸化度过高:(减少酸化度)

  3种泥不足:(增加种泥)

  2、反应器过负荷1反应器污泥量不够:(增加种污或提高污泥产量)

  2污泥产甲烷活性不足:(减少污泥负荷)

  3每次进泥量过大间断时间短:(减少每次进泥量加大进泥间隔)

  3、污泥活性不够1温度不够:(提高温度)

  2产酸菌生长过快:(控制产酸菌生长条件)

  3营养或微量元素不足:(增加营养物和微量元素)

  4无机物Ca2+引起沉淀:(减少进泥中Ca2+含量)

  4、污泥流失1气体集于污泥中,污泥上浮:(增加污泥负荷,增加内部水循环)

  2产酸菌使污泥分层:(稳定工艺条件增加废水酸化程度)

  3污泥脂肪和蛋白过大:(采取预处理去除脂肪蛋白)

  5、污泥扩散颗粒污泥破裂1负荷过大:(稳定负荷)

  2过度机械搅拌:(改水力搅拌)

  3有毒物质存在:(废水清除毒素)。

  4预酸化突然增加:(应用更稳定酸化条件)

  活性污泥系统管理手册一、原理:活性污泥的好氧微生物是凝聚、吸附、氧化分解废水中**物的生力军,其原理是生物降解。

  二、活性污泥的形、色、嗅活性污泥外观似棉絮状,亦称絮粒或绒粒,有良好的沉降性能。正常活性污泥呈黄褐色。供氧曝气不足,可能有厌氧菌产生,污泥发黑发臭。溶解氧过高或进水过淡,负荷过低色泽转淡。良好活性污泥带泥土味。

  三、培菌前的准备工作:1、认真消化施工设计图纸资料及管理运行手册;

  2、检查熟悉系统装备及管线阀门,指示记录仪表;

  3、清理施工时遗留在池内杂物;

  4、加注清水或泵抽河水作池渗漏试验,单台调试后联动试车,调好出水堰板至污水处理可正常工作。

  四、培菌方法:1、所谓活性污泥培养,就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件,即营养物,溶解氧,适宜温度和酸碱度。

  (1)营养物:即水中碳、氮、磷之比应保持100∶5∶1。

  (2)溶解氧:就好氧微生物而言,环境溶解氧大于0.3mg/l,正常代谢活动已经足够。但因污泥以絮体形式存在于曝气池中,以直径500µm活性污泥絮粒而言,周围溶解氧浓度2mg/l时,絮粒中心已低于0.1mg/l,抑制了好氧菌生长,所以曝气池溶解氧浓度常需高于3-5mg/l,常按5-10mg/l控制。调试一般认为,曝气池出口处溶解氧控制在2mg/l较为适宜。

  (3)温度:任何一种细菌都有一个*适生长温度,随温度上升,细菌生长加速,但有一个**和**生长温度范围,一般为10-45℃,适宜温度为15-35℃,此范围内温度变化对运行影响不大。

  (4)酸碱度:一般PH为6-9。特殊时,进水**可为PH 9-10.5,超过上述规定值时,应加酸碱调节。

  2、培菌法:

  (1)生活污水培菌法:在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(即曝气而不进污水)数十小时后,即可开始进水。引进水量由小到大逐渐调节,连续运行数天即可见活性污泥出现,并逐渐增多。为加快培养进程,在培菌初期投加一些浓质粪便水或米泔水等,以提高营养物浓度。特别注意,培菌时期(尤其初期)由于污泥尚未大量形成,污泥浓度低,故应控制曝气量,应大大低于正常期曝气量。

  (2)干泥接种培菌法:**取水质相同已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养。一般按曝气池总溶积1%的干泥量,加适量水捣碎,然后再加适量工业废水和浓粪便水。按上述的方法培菌,污泥即可很快形成并增加至所需浓度。

  (3)数级扩大培菌法:根据微生物生长繁殖快的特点,仿照发酵工业中菌种→种子罐→发酵罐数级扩大培菌工艺,分级扩大培菌。如某工程设计为三级曝气池,此时可先在一个池中培菌,在少量接种条件下,在一个曝气池内培菌,成功后直接扩大至二三级。

  (4)工业废水直接培菌法:某些工业废水,如罐头食品、豆制品、肉类加工废水,可直接培菌;另一类工业废水,营养成分尚全,但浓度不够,需补充营养物,以加快培养进程。所加营养物品常有:淀粉浆料、食堂米泔水、面汤水(碳源);或尿素、硫氨、氨水(氮源)等,具体情况应按不同水质而定。

  (5)有毒或难降解工业废水培菌:有毒或难降解工业废水,只能先以生活污水培菌,然后再将工业废水逐步引入,逐步驯化的方式进行。

  (6)直接引进种菌种培菌:有些特殊水质菌种难于培养,还可利用当地科研力量,利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养,如PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有专门好氧菌。此法,投资大,周期长,只有特殊情况才用。

  3、驯化:在培菌阶段后期,将生活污水和外加营养物量,逐渐减少,工业废水比例逐渐增加,**全部转为受纳工业废水,这个过程称为驯化。理论上讲,细菌对**物分解必须有酶参与,而且每种酶都要有足够数量。驯化时,每变化一次配比时,需要保持数天,待运行稳定后(指污泥浓度未减少,处理效果正常),才可再次变动配比,直至驯化结束。

  五、运行管理

  1、巡视:指每班人员必须定时到处理装置规定位置进行观察、检测,以保证运行效果。

  2、二沉池观察污泥状态:主要观察二沉池泥面高低、上清液透明程度,有无漂泥,漂泥粒大小等。上清液清澈透明----运行正常,污泥状态良好;上清液混浊----负荷高,污泥对**物氧化、分解不彻底;泥面上升----污泥膨胀,污泥沉降性差;污泥成层上浮----污泥中毒;大块污泥上浮----沉淀池局部厌氧,导致污泥腐败;细小污泥漂浮----水温过高、C/N不适、营养不足等原因导致污泥解絮。

  3、曝气池观察:曝气池全面积内应为均匀细气泡翻腾,污泥负荷适当。运行正常时,泡沫量少,泡沫外呈新鲜乳白色泡沫。曝气池中有成团气泡上升,表明液面下有曝气管或气孔堵塞;液面翻腾不均匀,说明有死角;污泥负荷高,水质差,泡沫多;泡沫呈白色,且数量多,说明水中洗涤剂多;泡沫呈茶色、灰色说明泥龄长或污泥被打破吸附在泡沫上,应增加排泥;泡沫呈其它颜色,水中有染料类物质或发色物污染;负荷过高,**物分解不完全,气泡较粘,不易破碎。

  4、污泥观察:生化处理中除要求污泥有很强的“活性“,除具有很强氧化分解**物能力外,还要求有良好沉降凝聚性能,使水经二沉池后彻底进行“泥”(污泥)“水”(出水)分离。

  (1)污泥沉降性SV30是指曝气池混合液静止30min后污泥所占体积,体积少,沉降性好,城市污水厂SV30常在15-30%之间。污泥沉降性能与絮粒直径大小有关,直径大沉降性好,反之亦然。污泥沉降性还与污泥中丝状菌数量有关,数量多沉降性差,数量少沉降性好。

  (2)污泥沉降性能还与其它几个指标有关,它们是污泥体积指数(SVI),混合液悬浮物浓度(MLSS)、混合液挥发性悬浮浓度(MLVSS)、出水悬浮物(ESS)等。

  (3)测定水质指标来指导运行:BOD/COD之值是衡量生化性重要指标,BOD/COD≥0.25表示可生化性好,BOD/COD≤0.1表示生化性差。进出水BOD/COD变化不大,BOD也高,表示系统运行不正常;反之,出水的BOD/COD比进水BOD/COD下降快,说明运行正常。出水悬浮物(ESS)高,ESS≥30mg/l时则表示污泥沉降性不好,应找原因纠正,ESS≤30mg/l则表示污泥沉降性能良好。

  5、曝气池控制主要因素:

  (1)维持曝气池合适的溶解氧,一般控制1-4mg/l,正常状态下监测曝气池出水端DO 2mg/l为宜。

  (2)保持水中合适的营养比,C(BOD)׃N׃P=100׃5׃1

  (3)维持系统中污泥的合适数量,控制污泥回流比,依据不同运行方式,回流比在0-****之间,一般不少于30-50%。

  六、污泥性状异常及分析:

  异常现象症状 分析及诊断 解决对策

  曝气池有臭味 曝气池供氧不足,DO值低,

  出水氨氮有时偏高 增加供氧,使曝气池出水DO高于2mg/l

  污泥发黑 曝气池DO过低,**物厌氧分解析出H2S,其与Fe生成FeS 增加供氧或加大污泥回流

  污泥变白 丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖 如有污泥膨胀,参照污泥膨胀对策

  进水PH过低,曝气池PH≤6丝状型菌大量生成 提高进水PH

  沉淀池有大快黑色污泥上浮 沉淀池局部积泥厌氧,产生CH4.CO2,气泡附于泥粒使之上浮,出水氨氮往往较高 防止沉淀池有死角,排泥后在死角处用压缩空气冲或高压水清洗

  二沉池泥面升高,初期出水特别清澈,流量大时污泥成层外溢 SV>90% SVI>20mg/l污泥中丝状菌占优势,污泥膨胀。投加液氯,提高PH,用化学法杀死丝状菌;投加颗粒碳粘土消化污泥等活性污泥“重量剂”;提高DO;间歇进水

  二沉池泥面过高 丝状菌未过量生长MLSS值过高增加排液

  二沉池表面积累一层解絮污泥 微型动物死亡,污泥絮解,出水水质恶化,COD、BOD上升,OUR低于8mgO2/gVSS.h,进水中有毒物浓度过高,或PH异常。停止进水,排泥后投加营养物,或引进生活污水,使污泥复壮,或引进新污泥菌种

  异常现象症状 分析及诊断 解决对策

  二沉池有细小污泥不断外漂 污泥缺乏营养,使之瘦小OUR<8mgO2/gVSS.h;进水中氨氮浓度高,C/N比不合适;池温超过40℃;翼轮转速过高使絮粒破碎。投加营养物或引进高浓度BOD水,使F/M>0.1,停开一个曝气池。

  二沉池上清液混浊,出水水质差 OUR>20mgO2/gVSS.h污泥负荷过高,**物氧化不完全 减少进水流量,减少排泥

  曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于表面 浮渣中见诺卡氏菌或纤发菌过量生长,或进水中洗涤剂过量清除浮渣,避免浮渣继续留在系统内循环,增加排泥

  污泥未成熟,絮粒瘦小;出水混浊,水质差;游动性小型鞭毛虫多 水质成分浓度变化过大;废水中营养不平衡或不足;废水中含毒物或PH不足 使废水成分、浓度和营养物均衡化,并适当补充所缺营养。

  污泥过滤困难 污泥解絮 按不同原因分别处置

  污泥脱水后

  泥饼松 **物腐败 及时处置污泥

  凝聚剂加量不足 增加剂量

  曝气池中泡沫

  过多,色白 进水洗涤剂过量 增加喷淋水或消泡剂

  曝气池泡沫不易破碎,发粘 进水负荷过高,**物分解不全 降低负荷

  曝气池泡沫

  茶色或灰色 污泥老化,泥龄过长解絮污泥附于泡沫上 增加排泥

  进水PH下降 厌氧处理负荷过高,**酸积累降低负荷

  好氧处理中负荷过低 增加负荷

  出水色度上升 污泥解絮,进水色度高 改善污泥性状

  出水BOD

  COD升高 污泥中毒 污泥复壮

  进水过浓 提高MLSS

  进水中无机还原物(S2O3 H2S)过高增加曝气强度

  COD测定受Cl¯影响 排除干扰


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