對(duì)于 COD濃度動(dòng)輒數(shù)千乃至數(shù)萬(wàn) mg/L 的高濃度有機(jī)化工廢水,傳統(tǒng)好氧處理工藝存在能耗高、污泥產(chǎn)量大的弊端,而厭氧生物處理技術(shù)可實(shí)現(xiàn)污染物消減與能源回收的雙重目標(biāo),是高濃度化工廢水處理的首選核心工藝。
一、 厭氧處理技術(shù)的基本原理
厭氧處理是在嚴(yán)格無(wú)氧的環(huán)境下,利用厭氧微生物菌群的協(xié)同作用,將廢水中的有機(jī)污染物分解為甲烷(CH?)、二氧化碳(CO?)等氣體的過(guò)程,整個(gè)反應(yīng)分為四個(gè)階段:
厭氧處理的產(chǎn)物甲烷(沼氣)熱值約為 21-25 MJ/m3,可直接用于燃燒供熱或發(fā)電,實(shí)現(xiàn)廢水的“能源化”利用,契合《三廢處理工程技術(shù)手冊(cè) 廢水卷》中“變廢為寶”的資源化理念。
二、 厭氧處理技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)
相較于好氧處理技術(shù),厭氧處理在高濃度化工廢水處理中具有顯著優(yōu)勢(shì):
厭氧處理并非萬(wàn)能,存在以下技術(shù)短板,需配套后續(xù)工藝彌補(bǔ):
四、 主流厭氧反應(yīng)器的技術(shù)對(duì)比
為提升厭氧處理效率,工程師開(kāi)發(fā)了多種高效厭氧反應(yīng)器,核心類(lèi)型及技術(shù)參數(shù)如下:
反應(yīng)器類(lèi)型
核心結(jié)構(gòu)
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
適用場(chǎng)景
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
升流式厭氧污泥床(UASB)
底部布水系統(tǒng)、中部顆粒污泥床、頂部三相分離器
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛;三相分離器實(shí)現(xiàn)氣固液高效分離
高濃度有機(jī)廢水(COD 2000-10000 mg/L)
《升流式厭氧污泥床反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2013-2012)
厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)
池內(nèi)設(shè)置多塊折流板,形成串聯(lián)隔室
微生物菌群自然分層,抗沖擊能力強(qiáng);無(wú)需三相分離器
水質(zhì)波動(dòng)大、含少量毒性物質(zhì)的廢水
《ABR 反應(yīng)器工程設(shè)計(jì)技術(shù)指南》
膨脹顆粒污泥床(EGSB)
高徑比大(5-10),采用高上流速度(2-6 m/h)
污泥床膨脹,傳質(zhì)效率高;容積負(fù)荷可達(dá) 15-25 kgCOD/(m3·d)
高濃度、低懸浮物廢水
參考《高效厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)手冊(cè)》
內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器(IC)
雙層三相分離器,利用沼氣提升實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)
內(nèi)循環(huán)強(qiáng)度大,容積負(fù)荷高達(dá) 30-50 kgCOD/(m3·d);占地極省
超高濃度有機(jī)廢水(COD>10000 mg/L)
《UASB、EGSB、IC 三種厭氧反應(yīng)器性能對(duì)比研究》
核心技術(shù)要點(diǎn):三相分離器是 UASB、EGSB、IC 反應(yīng)器的關(guān)鍵部件,需確保沼氣、污泥、廢水的高效分離,避免污泥流失。
五、 厭氧處理技術(shù)的應(yīng)用流程與工藝組合 1. 應(yīng)用場(chǎng)景
厭氧處理技術(shù)適用于可生化性較好的高濃度有機(jī)化工廢水,具體包括:
厭氧處理需與預(yù)處理、好氧處理、深度處理串聯(lián),形成完整的處理流程:
高濃度化工廢水處理典型流程:
高濃廢水單獨(dú)收集 → 預(yù)處理(微電解/芬頓氧化消減毒性) → 調(diào)節(jié)池(水溫調(diào)節(jié)至 35℃) → IC/UASB 厭氧反應(yīng)器(核心降 COD+產(chǎn)沼氣) → 好氧生化池(MBBR/A/A/O,去除殘余 COD 和氨氮) → 深度處理(砂濾/活性炭) → 達(dá)標(biāo)排放。
3. 工藝控制要點(diǎn)
六、 工程應(yīng)用案例
某農(nóng)藥中間體企業(yè)高濃度母液廢水,COD 濃度 30000 mg/L,B/C 比 0.28,含鹽量 8000 mg/L。采用“鐵碳微電解→芬頓氧化→UASB 厭氧→MBBR 好氧”工藝:
技術(shù)總結(jié)