随着厌氧生物处理技术的不断成熟与完善,该技术在处理高浓度有机废水中表现出明显的优势,已经成为环境、能源等领域不可缺少的一项重要技术。
厌氧生物处理技术已经发展了100多年,由19世纪的厌氧池——简单的沉淀与厌氧发酵合池并行,再到1899-1906年的厌氧池——污水沉淀与厌氧发酵分层进行,最后到近代的厌氧池——独立式营建。
目前应用在废水处理的厌氧生物处理技术有很多,如UASB反应器、EGSB反应器、IC反应器、ABR反应器等等。
它们是一种低成本废水处理技术,在无需提供氧的情况下,利用厌氧微生物的代谢过程,把有机物转化为包括大量的生物气(即沼气)和少量的细胞物质处理,过程分为了水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
实际上产生的沼气可回收再利用,让废水治理和能源相结合的方法,很利于某些企业的应用。
相比好氧生物处理工艺,具有较高的负荷率,2-50kg(COD)/(m·d)不等,而好氧工艺的正常负荷大约2-4kg(COD)/(m·d),处理高浓度有机废水就更有优势。除此以外厌氧生物处理稳定性高和操作问题少,好氧生物处理:污泥膨胀、生物量流失和污泥处理处置等问题。
UASB反应器在食品加工废水当中应用,是主要的废水处理单元。
某食品加工废水内含有很多的碳水化合物:糖类、有机酸、多元醇等,可生化性较好,进水COD浓度在3500mg/L。该案例是采用“预处理+厌氧+好氧”的组合方式解决废水问题,其中厌氧生物处理采用UASB反应器,是其废水处理的核心单元。
经过预处理工艺后,进入UASB反应器的COD浓度在2800mg/L,通过UASB反应器对食品加工废水的处理,有机物得到很好地去除,出水COD浓度低于500mg/L,COD去除率超过了80%。
UASB反应器分为反应区和三相分离区两个部分,其中一个是气、液、固三相,因此又称“三相分离”。底部为反应区,顶部为沉淀区,反应区的下半部分为污泥床,其组成成分为厌氧颗粒污泥,其沉淀特性和生物活性均较好。
IC反应器在化学合成类制药废水当中应用,起到去除大部分有机物和提高可生化性的作用。
化学合成类制药废水是污染物浓度高、可生化性差、成分复杂的工业废水,好氧生物处理工艺无法解决此类废水的问题。
(COD浓度超过20000mg/L,预处理过后再进入生化处理工艺。)
在生化处理工艺阶段则是需要结合厌氧生物处理,在该项目有“水解酸化+IC反应器”,废水内的大部分难降解有机物质会被分解为无污染且容易处理的小分子有机物,可生化性也得到第二次提高(第一次是在预处理阶段)。
IC反应器是大流量循环工艺,能够有效地减少废水的生物毒性,同时采用较高的污泥浓度,能够有效地抵抗含毒废水的冲击。(COD去除率达到了85%以上)
如今处理工业废水时很难没有厌氧生物处理技术,特别是有机浓度较高的废水,采用厌氧生物处理技术不仅减少废水处理成本,而且起到很好的废水处理效果。