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厌氧生物处理中容易出现的问题及其解决办法
发布时间:2020-06-23 点击浏览:

        在厌氧生物处理过程中,废水的成分通常比较复杂,而且在运行中也经常出现一些干扰因素,如在反应器中有时会出现毒性物质、产生泡沫等问题。这些问题往往会给整个厌氧系统运行造成致命影响,因此操作人员需要及时发现存在的问题并提早解决,防止问题恶化而使运行失败。

        1.废水中的某些物质容易导致沉淀垢化等

        市场上通用的厌氧处理是采用颗粒污泥,运行过程中经常发生出水管或者是管道中有沉淀物质产生的问题,有时这些沉淀物质还会沉积在颗粒污泥的内部及表面,造成颗粒污泥的钙化,降低了颗粒污泥的效力,从而影响处理效果,这是由于废水中含有某些无机化合物(如Ca2+Mg2+)造成的。当废水中含有较高浓度的Ca2+时,容易造成厌氧系统颗粒污泥的钙化,进而引发系统出水带泥、去除效率严重下降的现象。当废水中Mg2+NH4+有较高浓度时,就会产生磷酸镁铵沉淀(MgNH4PO4),俗称鸟粪石,直接导致管道结垢。

        解决此类问题,一般有两种方式:第一就是采用传统软化水质的方法,在进入厌氧系统之前将引发产生沉淀的物质去除出来,但是对于造纸行业的废水来说,废水水量大、水质复杂,同时大量的废水需要回用。这种解决方式不但增加了处理费用,同时,增加废水中的全盐量,导致废水无法回用于车间。

第二种方式就是采用具备生物脱盐功能的厌氧反应器,在厌氧系统内部将引发产生沉淀的物质去除出来。山东环发科技开发有限公司自主研发的专利技术—一体化厌氧系统采用的是颗粒污泥与絮状污泥的混合污泥,不存在污泥钙化问题,它是在高效率的COD去除基础上植入厌氧生物脱盐功能,解决了管道结垢、污泥钙化等问题,同时降低回用水中的全盐量,保证废水的回用水质。具体内容在公众号文章《实现节能减排的制浆造纸废水封闭循环技术》中有详细的介绍,有兴趣的朋友可移步了解或电话咨询。

        2.毒性物质

        厌氧生物处理中甲烷细菌对毒性物质比产酸细菌要敏感,而且利用乙酸盐的甲烷细菌比利用H2/CO2的甲烷细菌更容易受毒性物质的抑制。毒性物质存在及其浓度是影响厌氧处理的重要因素之一。

        在厌氧生物处理中,毒性物质主要是重金属和某些阴离子,所以必须要严格控制厌氧系统中毒性物质的含量。

制浆造纸行业废水相比较其他工业废水来说,重金属含量一般不会很高,但由于在制浆造纸过程或污水预处理过程中添加硫酸铝等药剂,造成硫酸盐等阴离子含量超标。接下来介绍下硫酸盐对厌氧消化的毒性作用及控制对策。

        1)硫酸盐对厌氧消化的毒性影响

硫是厌氧微生物生长所必需的微量元素之一,当废水中没有硫化物的存在时,甲烷细菌的生长会收到抑制,甲烷细菌生长最适宜的硫化物浓度为50~200mg/L。

根据实际运行情况,当硫酸根浓度为600~700mg/L时,对厌氧消化过程中颗粒污泥产生明显抑制的作用;当浓度达到900~1000mg/L时,则产生重度抑制作用。

        2)对硫酸盐毒性的控制对策

传统方式如稀释进水、投加无机盐、吹脱H2S等,对于制浆造纸废水的水量大、水质差、不允许产生异味、需要控制运行成本等特点来说,并不适用,另外,以上几种方法,都是试图从废水中去除或降低H2S的浓度以达到控制其毒性的目的,但并未解决产酸菌与产甲烷菌群争夺分子氢使甲烷产量减少的问题。

接下来给大家介绍的是两段厌氧消化工艺。

        山东环发科技开发有限公司的一体化厌氧系统内部采用特殊的设计,根据来水水质的不同,划分为具有不同功能的反应区,将产酸与产甲烷两种阶段分开控制。在第一阶段控制产酸菌适宜的环境条件,产物以低级脂肪酸和H2S为主,第二阶段控制以产甲烷菌为主的菌群环境条件。两个阶段互不干扰。第一阶段的出水正好能够满足产甲烷菌的生存环境条件,进而在控制硫酸盐毒性的基础上,增加了水中COD的去除效率。

        3.泡沫问题

        厌氧生物处理工艺与好氧生物处理工艺产生的问题有时会是相似的,在好氧工艺中,经常会出现泡沫问题,厌氧工艺运行中也是间发性地出现泡沫问题。

        生成泡沫的首要原因是液体表面张力的降低。废水中的蛋白质、脂肪和类脂一般会引起泡沫。制浆造纸废水中的有机物组分随着原料种类而变化,以废纸为原料,其主要成分主要是来自纤维素或半纤维酸的降解,或来自淀粉。另外还含有木素的衍生物。其他还有一些有机物组分包括蛋白质、黏合剂、涂布胶粘剂、食物残渣等。

        形成泡沫的另一个原因是显著的产气。高负荷所带来的突然产生大量的沼气也可以增加产生泡沫的可能性。

        此类废水在处理过程中采用下列措施可防止泡沫的形成:

        a、以中等负荷运行,即在设计厌氧系统时,厌氧系统容积负荷应该采用比设计的容积负荷值更低的数值(具体比例需要按照不同的水质进行计算得出)。

        b、废水需要与污泥充分混合。

        c、在厌氧系统三相分离器核心部件处进行特殊的设置。

        d、厌氧系统沉淀区液面安装泡沫撇除装置。

        山东环发科技开发有限公司的一体化厌氧系统,在系统内部设计时就进行了特殊的设置,降低了大量泡沫产生的几率。

        4.厌氧系统沼气处理的安全问题

        厌氧系统在降解污水中有机物后主要产物是沼气。随着废水水质的不同,沼气的化学成分也各异,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氢组成,燃烧热值约18800~25000KJ/m3。大中型污水处理厂对消化产生的沼气进行回收利用,可以达到节约能耗、降低运行成本的目的。

        同时,空气中的沼气含量达到一定浓度会具有毒性;沼气与空气以1:(8.6~20.8)(体积比)混合时,如遇明火会引起爆炸。因此污水处理厂沼气利用系统如果设计操作不当将会有很大的危险。

        厌氧产生的沼气是处于汽水饱和态的混合气,随着温度的降低,沼气管道中会产生大量的含杂质的冷凝水,如果不从系统中除去,容易堵塞、破坏管道设备。同时沼气中的H2S气体溶于水形成的氢硫酸会腐蚀设备和毁坏设备。沼气净化主要是脱硫和去除冷凝水及杂质。

        另外在设计过程中,还需要考虑防爆保护设施。

        厌氧处理系统的运用不仅降低了整个污水处理的运行成本,而且还能产生一定的效益(如沼气发电、沼气锅炉等)。厌氧系统的运行中也会存在一定的问题,需要及时进行解决,才能发挥厌氧系统的最大使用价值。

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