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厌氧EGSB反应器.doc.doc

厌氧EGSB反应器.doc

张馨折
2017-09-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《厌氧EGSB反应器.docdoc》,可适用于综合领域

厌氧EGSB反应器doc第一章基本知识废水厌氧处理常用基本参数及介绍常用术语pH:被测水溶液中氢离子活度的负对数既pH=pH,表示水呈碱性pH,表示水呈酸性。DO(溶解氧):表示水中溶解的分子氧的含量。BOD(生化需氧量):生化需氧量全称为生物化学需氧量它表示在温度为和有氧的条件下由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中消耗的溶解氧量也就是水中可生物降解有机物稳定化所需要的氧量COD(化学需氧量):化学需氧量是指在一定条件下水中有机物与强氧化剂作用所消耗的氧化剂折合成氧的量以氧的叫mgL计。当用重铬酸钾作为氧化剂时水中有机物几乎可以全部(,,)被氧化此时所消耗的氧化剂折合成氧的量即是通常所称的化学需氧量常简写为COD。CrSS(悬浮固体):指水中不可过滤物质。VSS(挥发性悬浮固体):将悬浮固体在高温灼烧后挥发掉的物质可以用VSS粗略的表示悬浮固体中有机物的含量。MLSS(混合液污泥浓度):单位容积混合液所含有的活性污泥的固体物的总质量表示的是混合液中的活性污泥浓度。MLVSS(混合液挥发性污泥浓度):混合液活性污泥中有机固体的浓度。SV(污泥沉降比):混合液在量筒内静止分后形成的沉淀污泥容积所占混合液容积的比例以表示。SVI(污泥容积指数):混合液经过min静止沉淀后每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积单位以mlg计。HRT(水力停留时间):指水流在处理构筑物内的平均驻留时间“为保证微生物完成代谢降解有机物提供的时间”。SRT(污泥龄):污泥在构筑物内的平均停留时间。代谢降解有机物所提供的时间。实质上是为保证微生物能在生物处理系统内增殖并占优势地位且保持足够的生物量所提供的时间。挥发性脂肪酸(VFA):在生物降解有机物的过程中需氧微生物及大多数厌氧微生物将复杂的有机物水解转化成低分子量的化合物如短链脂肪酸(乙酸正丁酸)。这些低分子量脂肪酸称为挥发性脂肪酸因为它们在大气压力下易蒸发。厌氧反应器:指用于对污水进行厌氧处理的装置。处理水量或进水流量:表示流入到厌氧反应器内的污水水量单位为md或mh。COD容积负荷:单位厌氧反应器容积每天可以接纳的COD量。三相分离器:安装在厌氧反应器的出水部位截留厌氧污泥、分离沼气和水的装置。布水系统:安装在厌氧反应器的池底部将进水均匀地分布在厌氧反应器横断面上使其形成均匀向上流动的水流的装置。进水:流入到本厌氧处理设备中的污水。参数计算公式)COD负荷(Kgd),COD(mgl)×流量(md))COD去除率,CODIn,CODout(mgl)CODIn×)容积负荷(KgCODmd),COD负荷(Kgd)反应池体积(m))污泥容积指数SVI:SVI=×SVMLSS(gl))水力停留时间(h),反应池体积(m)进水流量(mh))理论气体产量(md),COD负荷×COD去除率×)污泥平衡污泥增长量,KgCOD负荷×COD去除率×污泥流失量,处理水量×出水中夹带的污泥(SS)啤酒生产污水特征啤酒生产污水由啤酒发酵污水和啤酒产品包装污水两大部分构成。啤酒发酵污水主要来自糖化、酿造车间其特点是COD浓度高pH值低。啤酒产品包装污水主要来自洗瓶机其特点是COD浓度低pH值高。糖化阶段将产生麦汁冷却水装置洗涤水(糖化锅洗涤水过滤槽洗涤水和沉淀槽洗涤水)麦糟热凝固物和酒花糟。发酵工段加酒花后的澄清麦汁冷却至接种酵母发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵产生乙醇和CO。发酵工段中除产生大量的冷却水外还产生发酵罐洗涤水、废消毒液、酵母漂洗水和冷凝固物。成品酒阶段酒桶与酒瓶洗涤水。啤酒废水水质水量简表废水废水种类来源综合废水CODmgl量麦槽水和糖化车间的刷锅水高浓度有发酵车间的前机废水酵罐和后酵罐洗涤水和洗酵母水灌装车间酒桶低浓度有瓶洗涤水洗棉机废水水等冷却水及冷凝水和冷却基本无污染物其它水其它杂菌水废碱性洗涤液的单独处理洗瓶工序中使用碱性洗涤液使用一定时间后需要更换。废碱性洗涤液中含有大量的游离NaOH、洗涤剂、纸浆、染料和无视杂质。当其集中排放时使废水的pH值在以上废水的COD值也随之上升并持续数小时之久。这对生物处理装量中的微生物无疑是毁灭性的打击(因此废碱性洗涤液不允许直接排入排污沟中应考虑单独处置。厌氧反应微生物学及生化原理污水厌氧处理过程中污水中的有机物经大量微生物的共同作用被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中不同微生物的代谢过程相互影响相互制约形成复杂的生态系统。对于成分复杂的污水(即指那些高分子的有机物这些有机物在污水中以悬浮物或胶体形式存在)而言其厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段高分子有机物因相对分子质量巨大不能透过细胞膜因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程属于酶促反应通常较为缓慢因此被认为是含高分子有机物或悬浮物污水厌氧降解的限速阶段多种因素可能影响水解的速率与水解的程度例如:a、水解温度b、有机质在反应器内的保留时间c、有机质的组成例如木素、碳水化合物、蛋白质与脂肪的质量分数d、有机质颗粒的大小e、pH值f、氨的浓度g、水解产物的浓度(例如挥发性脂肪酸)。胞外酶能否有效接触到底物对水解速率的影响很大因此大的颗粒比小颗粒底物降解要缓慢的多。酸化阶段酸化可以被定义为有机化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程。在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物因此这一过程被称之为酸化。酸化过程是由大量的、多种多样的发酵细菌完成的。其中重要的类群有梭状芽孢杆菌(Clostridium)和拟杆菌(Bacteriodes)。这些细菌绝大多数是严格厌氧菌但通常有约的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中这些兼性厌氧菌能够起到保护象甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。酸化的末端产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。例如如果酸化过程在一个专门的酸化反应器(作为两相厌氧处理的第一步)里进行糖作为主要的底物则末端产物将是丁酸、乙酸、丙酸、乙醇、二氧化碳和氢气的混合物。而在一个稳定的一步反应器(即酸化与产甲烷在同一反应器重进行)中则乙酸、二氧化碳和氢气是酸化细菌最主要的末端产物其中氢气被相当有效的被产甲烷菌利用故在反应器中往往只能检测到乙酸和二氧化碳。氢气也可以被能利用氢的硫酸盐还原菌或脱氮菌所利用。在厌氧降解过程中酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程在pH下降到时仍可以进行但是产甲烷过程的最佳pH值在~间因此pH的下降将会减少甲烷生成和氢的消耗并进一步引起酸化末端产物组成的改变。一些产物如丙酸会大量生成甲烷菌活力下降厌氧降解过程因之恶化严重时可使甲烷的形成完全中止。产乙酸阶段酸化阶段的产物在产乙酸阶段被产乙酸菌转化为乙酸、氢气和二氧化碳。本阶段微生物主要是产氢产乙酸菌和同型产乙酸菌在产氢产乙酸菌的作用下一些脂肪酸和醇类等物质转化为乙酸。经过产乙酸阶段后进水中约的COD被转化为乙酸。通常在厌氧颗粒污泥中存在微生态系统。在此系统中产乙酸菌靠近利用氢的细菌生长因此氢可以很容易被消耗掉并使产乙酸过程顺利进行。产甲烷阶段在这一阶段乙酸等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。甲烷细菌是参与有机物厌氧消化过程的最后一类也是最重要的一类细菌群甲烷细菌的形态多种多样但大致可分为球状、杆状、螺旋状、和八叠状四类。它们能利用的能源和碳源物质十分有限即HCO、甲酸、甲醇、甲胺和乙酸其中乙酸是形成甲烷的主要基质大约的甲烷来源于乙酸。一般认为甲烷细菌生长繁殖的很慢倍增时间长达几小时至几十小时而好氧细菌的倍增时间进需数十分钟。甲烷细菌对环境条件的要求很高大多数中温甲烷的最适pH值范围约在~之间另外对氧化还原电位、温度变化及营养都有较严格的要求。在上述四个主要阶段里还包含着以下这些过程:a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解b、酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸和醇类的厌氧氧化c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和二氧化碳形成乙酸d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外当污水中含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。,水解发酵细菌,这是一种不完全或不彻底的有机物厌氧降解过程最终发酵产物主要是水溶性的有机物及少量醇和酮等。发酵的目的仅在于使复杂的有机物经过水解和发酵转化为简单的有机物。,水解发酵中溶液的COD或BOD值的变化可能有三种情况:a)降低了但最大不超过,。b)基本上未降低如由葡萄糖转化为丙酸乙酸和甲酸所发酵c)个别情况会有升高如将难化学氧化物转化为易化学氧化物时,在厌氧消化系统中发酵细菌的功能可概括为两方面:a)将大分子不溶性有机物水解成小分子的水溶性有机物。b)发酵细菌将水解产物吸收进细胞内经细胞内复杂的酶系统的催化转化将一部分供能源使用的有机物转化为代谢产物排入细胞外的水溶液里成为参与下一阶段生化反应的细胞群(主要是产氢产乙酸细菌)吸收利用的基质(主要是有机酸醇酮等)。,发酵细菌所进行的生化反应受两方面的因素制约:a)基质的组成及浓度。基质浓度大时一般均能加快生化反应的速率。基质组成不同时有时会影响物质的流向形成不同的代谢产物。b)代谢产物的种类及其后续生化的情况。代谢产物的积累一般会阻碍生化反应的顺利进行。特别是发酵产物中有氢气产生(如丁酸发酵)而出现积累时因此保持发酵细菌与后续的产氢产乙酸细菌和甲烷细菌的平衡和协同代谢是至关重要的。,甲烷细菌甲烷细菌是参与有机厌氧消化过程的最重要的一类细菌群。它与一般细菌细胞的结构有显著差异特别是细胞壁的结构其没有或缺少肽聚糖。另一特点是对氧和其它氧化剂十分敏感属于严格的专性厌氧菌。影响的环境条件为:a氧化还原电位。其高低对甲烷细菌的影响极为明显。甲烷细菌细胞内具有许多低氧化还原电位的酶系。当体系中氧化态物质的标准电位高和浓度大时这些酶系将被高电位不可逆转地氧化破坏使细菌生长受到抑制甚至死亡。b温度。其影响明显表现在生长繁殖速度和甲烷产量两个方面。在温度范围,内每升高,生化速度增快,倍。降温幅度越大低温持续时间越长对产气量的影响越大亦对生物活性的影响越大恢复生物活性越困难。cPH值。其影响表现在菌体及酶系统的生理功能和活性、环境的氧化还原电位、基质的可利用性。大多数中温甲烷细菌最适PH值范围约在,之间。本系统与PH值有关的抑制类型有:a高PH值抑制产酸发酵细菌反应器中的PH值大于时产酸细菌的活性将会受到抑制。随着PH值的增大抑制作用就越大产生的VFA越少最后没有VFA生成造成厌氧处理过程停止。b高PH值抑制产甲烷细菌如果高PH值污水流入厌氧反应器内也将会导致甲烷菌的代谢活性下降甚至停止。此时表现出的现象是出水COD浓度升高去除率下降和产气下降甚至停止出水的浑浊。一旦出现高pH值的抑制问题则甲烷细菌活性的完全恢复正常有时甚至需要天以上给处理造成严重的影响。因此要严防此问题的发生。c低PH值抑制产甲烷细菌产甲烷细菌对于PH值的过高和过低都非常敏感。对于本系统当进水PH值低于时甲烷细菌将受到抑制。此时的现象是出水的PH值降低到出水的颜色发灰并带有气味。此现象成为酸化。一旦出现酸化现象要尽快减少或停止进水并向进水中加碱将进水的PH值调到去中和反应器内的酸度直到COD去除率完全回复回来为止。酸化有时可以导致反应器内的甲烷细菌完全死亡是一种严重的问题一定要防止。d化学物质。对甲烷细菌产生三方面影响即促进作用无明显作用抑制作用。化学物质兼有以上三种作用其边界值取决于浓度。第二章EGSB反应器膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed,简称EGSB)反应器是UASB反应器的变型是厌氧流化床与UASB反应器两种技术的成功结合。它最初开发是通过颗粒污泥床的膨胀以改善废水与微生物之间的接触强化传质效果以提高反应器的生化速度从而大大提高反应器的处理性能。本项目EGSB反应器形式及功能如下图所示:待处理的污水由反应器底部穿孔管布水系统均匀进入污水在向上均匀流动的过程中有机物得到降解最后经过上下两层重叠的三角形集气罩组成的三相分离器进行气固液分离后沼气由气室收集污泥由沉淀区沉淀后自行返回反应区沉淀后的处理水以溢流的方式从反应器上部流出。气水泥第三章工艺操作过程进水的预处理目的:为了保证流入厌氧反应器污水水质满足厌氧微生物的最佳条件。总则:进水中的微生物环境条件必须理想(如:pH值、温度)。步骤:根据来水的温度确定是否开启蒸汽阀门给来水加温。根据来水PH值的情况开启加酸或加碱泵。废水的厌氧处理目的:根据设计参数处理污水。总则:若厌氧反应器中已投入厌氧污泥菌种即可启动厌氧生物处理。步骤:观察投配池pH值显示温度显示是否符合进水条件。将电磁流量计前后的进水阀门打开。开启进入厌氧进水泵调整电磁流量计前进水阀门观察电磁流量计数值显示达到设定的水量。确定投配池中污水的COD计算COD的负荷。确定在所有取样点上污泥沉降比SV:SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)SP(距反应器底部m处)按如下步骤测定污泥特性:)观察SP,SP样品小时内的污泥沉降体积)观察厌氧污泥物理特性:包括颜色气味粘度等表观特征)记录数据及表观特征检查SP,SP所有样品的pH值及温度。如果pH值超过要求范围则在预处理阶段自动调节酸、碱的加入量以进水pH值符合要求。AnaEG内部温度不宜超过。检查各取样点以及出水的VFA根据实际情况适当增加COD负荷。注意:、调节水池末端即进入EGSB的水要保证pH在~之间不在此范围要加酸、碱调节。、温度要在~之间小时内变化不应超过低于时要开启蒸汽加热高于要采取降温措施温度最好在~之间。、进水流量必须保持恒定流量变化不能超过mh加量时除外。、严禁酵母、硅藻土及废酒等进入EGSB厌氧塔影响出水水质。华润雪花啤酒(建平)有限公司污水站员工技能测试试题一(什么叫酸碱中和,如何中和,常用的中和剂有哪些,用化学法去除污水中过量的酸或碱使其PH值达到中性的过程称为中和。处理含酸污水时以碱或碱性氧化物为中和剂而处理碱性污水则以酸或酸性氧化物做中和剂。对于中和处理首先考虑以废治废的原则将酸性污水与碱性污水互相中和或者利用废碱渣(碳酸钙碱渣、电石渣等)中和酸性污水条件不具备时才使用中和剂处理。酸性污水中和处理经常采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等碱性污水中和处理一般采用硫酸、盐酸。二(SV和SVI指的是什么,表征什么意义,SV(污泥沉降比):混合液在量筒内静止分后形成的沉淀污泥容积所占混合液容积的比例以表示。SVI(污泥容积指数):混合液经过min静止沉淀后每克干污泥所形成的沉淀污泥所占的容积单位以mlg计。三EGSB的概念,•膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSludgeBed)简称EGSB,是UASB反应器的变型是厌氧流化床与UASB反应器两种技术的成功结合。它最初开发是通过颗粒污泥床的膨胀以改善废水与微生物之间的接触强化传质效果以提高反应器的生化速度从而大大提高反应器的处理性能。四(如何观察管内污泥的特性,)观察厌氧罐SP,SP样品小时内的污泥沉降体积)观察厌氧污泥物理特性:包括颜色气味粘度等表观特征)记录数据及表观特征五(本厌氧反应器的控制要点有哪些,、调节水池末端即进入EGSB的水要保证pH在~之间不在此范围要加酸、碱调节。、温度要在~之间小时内变化不应超过低于时要开启蒸汽加热高于要采取降温措施温度最好在~之间。、进水流量必须保持恒定流量变化不能超过mh加量时除外。、通过控制调节池穿孔曝气量使进水溶解氧<mgL、严禁酵母、硅藻土,冷凝物及废酒等进入EGSB厌氧塔影响出水水质。六(酸碱中和的要点有哪些,用化学法去除污水中过量的酸或碱使其PH值达到中性的过程称为中和。处理含酸污水时以碱或碱性氧化物为中和剂而处理碱性污水则以酸或酸性氧化物做中和剂。对于中和处理首先考虑以废治废的原则将酸性污水与碱性污水互相中和或者利用废碱渣(碳酸钙碱渣、电石渣等)中和酸性污水条件不具备时才使用中和剂处理。酸性污水中和处理经常采用的中和剂有石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等碱性污水中和处理一般采用硫酸、盐酸。

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