就复合厌氧工艺来说,其将生物膜法技术、厌氧活性污泥技术的优势,进行了技术整合,当污水进入反应器时,就会受到生物膜法技术、厌氧活性污泥技术的双重处理作用,从而提高生活污水的处理质量。另外,应用复合厌氧工艺的过程中,还会将特殊轻质滤料层设置在反应器的末端,从而避免污泥发生流失的现象,全面提高反应器的处理效果、容积负荷效果,满足大量生活污水的处理需求。
1 影响厌氧工艺污水处理效果的因素
就厌氧工艺来说,其与很多生物处理工艺相同,都是以温度为基础的,通过温度降低生物的生长速率,以此来实现污水处理的目的。在厌氧工艺中,产甲烷菌对温度的敏感程度,要远远优于产酸菌的敏感程度,也就是说在低温的条件下,产酸菌的速率明显比产甲烷菌的转化的速率更快。正是因为这样的因素,就会在很大程度上导致生物污水出现代谢失衡的问题,最终导致反应失败,无法实现生活污水处理的目的。
实际上,采用厌氧工艺进行污水处理,不仅受温度因素的影响,还与处理对象(生活污水)的有机物浓度,存在直接的关系。具体来说,如果厌氧工艺所处理的生活污水,其所含有的有机物浓度较低,那么反应装置中其当前的底物浓度也相对较低。结合Monod 动力学的相关理论知识,这种装填下活性污泥的具有最佳的活性,所以能够保证生活污水处理的效果。不仅如此,在底物浓度较低的状态下,污水处理装置不会产生很多的气体,同时污泥、底物之间的作用效率也会逐渐降低,还会导致反应器出现酸化的现象。一旦出现这样的问题,就会使得活性污泥出现上浮的现象,严重影响生活污水的处理效果,同时还会在很大程度上增加厌氧工艺的成本。
2 复合厌氧工艺的优势
以UBF 工艺为基础,能够避免在污水处理中,出现污泥流失的现象,从而有效扩大EGSB 装置的容积,所以可以进一步提高生活污水的处理效果。为了可以充分发挥低温处理的污水的质量,将UBF、EGSB 工艺进行结合,从而强化污水处理装置的性能,并全面提高污水的处理质量。在设计的过程中,可以将UBF 工艺作为主体,然后将回流工艺加入其中,从而实现复合厌氧工艺的设计。将复合厌氧工艺与EGSB 工艺进行比较,不采用污水回流的方式,而是运用污泥回流的方式进行处理,弥补传统传统工艺存在的不足。
与传统的厌氧污水处理工艺相比,复合厌氧工艺能够在运行的过程中,同时发生产甲烷菌、产酸菌的过程,但是相互之间会发生不良的影响。同时,由于产甲烷菌对温度更加敏感,所以在低温的条件下产酸菌就会将快速反应,完成更多有机酸的转化,因此还是会影响处理效果。在技术不断发展的背景下,开发出了全新的复合厌氧工艺,即将产甲烷菌、产酸菌分开,避免二者之间出现不良的影响。正是因为这样的技术,打破了传统复合厌氧工艺的限制,并提高了污水处理的质量、效果,可以满足城市中生活污水的处理需求。因此,结合复合厌氧工艺自身优势可以发现,将复合厌氧工艺应用在污水处理中,实际上具有明显的可行性与必要性,对此笔者将对复合厌氧工艺的应用方式,进行如下的分析、探究。
3 低温处理生活污水的复合厌氧工艺分析
3.1 复合厌氧反应器装置
本文研究的复合厌氧反应器使用厚度为8mm 的有机玻璃作为主要材料,反应器长度为1m,高度为1.5m,宽度为0.25m,反应器整体体积为325L。反应器中最重要的部分是构型、过滤区以及活性污泥区。在反应器的内部设置上折流板和下折流板,在正向水流方向上,构成了五个串联而成且大小相同的隔室。在上折流板下方距离底部有30cm 宽,折流板的高度逐层递减2cm,这样形成了一个有效的液位差,能够有效避免壅水问题的出现。前四个隔室都设置了带有弹性的立体材料,伸入到水下1cm 的位置上。在最后一个隔室设置了50cm 高的颗粒滤料,在出水口增加了网罩,避免滤粒流失。
3.2 除污效果分析
使用生活污水进行实验,首先使用特殊的方法对生活污水的水质情况进行检测,其中包含pH 值、COD、SS、氨氮、TN、TP这几种[2]。对于COD 的测定,使用的是重铬酸钾的方法,对于氨氮的测定,使用的是纳氏试剂光度方法。在该反应器中,对于磷、氮的去除效果并不好,主要分析的是 SS 和COD 的处理效果。将对这两种物质的处理效果记录下来,可以发现反应器具备良好的过滤效果,其中COD 的处理效果可以达到80%,经过过滤之后水中COD 的含量可以控制在100mg/L 的水平之下. 另外水中SS 的浓度也能够稳定在30mg/L 之下,这样的过滤效果是可以满足国家对于生活污水设立的排放标准的。
3.3 除污效果的影响因素
3.3.1 温度
面对反应器带来的良好过滤效果,本文继续研究了除污效果的影响因素。对于COD 的过滤来讲,反应器涉及到的参数包括容积负荷和温度。因此,改变温度,查看反应器对于COD 的过滤效果。根据实验变化情况不难发现,温度变化情况可以和COD 的去除率形成正比,也就是说在温度逐渐升高的时候,去除COD 的效果更好。温度从20℃逐渐降低到15℃的时候,厌氧微生物也发生了巨大变化,十三天之内让去除COD 的效率降低到40%~60%。当温度降低到10℃的时候,去除COD 的效率也降低到50% 之下。
3.3.2 容积负荷
在实验中,容积负荷表示着微生物的平衡关系,小容积负荷无法满足微生物生长,而容积过大将会造成VFA 过于高,让酸化菌被抑制活性。确定COD 在污水中的浓度之后,对浓度进行控制,让容积负荷可以控制在2.16~10.66kg/( m3·d) 的范围之内。通过改变容积负荷,可以发现容积负荷逐渐加大,去除COD 的效率也在逐渐升高,两者是呈现正向相关的关系。
3.3.3 VFA
在反应器稳定运行的期间,定期测定VFA,可以发现反应器中,VFA 是通过乙酸形式出现的,检测出来厌氧代谢产物中还存在丙酸、异丁酸以及异戊酸等物质。经过测定,进水的乙酸浓度为83.2mg/L。出水乙酸浓度为43mg/L,可以看到乙酸得到了降低。由厌氧生物处理理论可以知道有机厌氧物经过降解之后产生了乙酸,乙酸进而生成甲烷。因此通过计算能够推算出乙酸浓度和COD 处理效率也呈现出一定的规律,有机物降解速度和容积负荷呈现负面相关的关系。
3.3.4 生物种类
在反应器稳定运行的时间里,将生物膜以及底泥样品采集出来,使用PGR-DGGE 技术制作出图谱,通过图谱可以了解到生物膜上和底泥中存在丰富的菌群,微生物的功能和群落结构也存在诸多变化。在反应器的后部微生物种类出现了明显的增加,在底泥中生物多样性让菌群演替得到了量化。菌种在筛选驯化之后会更加趋向稳定,这意味着微生物已经能够适应反应器的环境。在生物膜上,后部生物种类也会明显少于生物膜的前部,填料生物膜上微生物种类呈现出小幅降低的趋势。
4 结论
综上所述,厌氧工艺污水处理效果实际上受很多因素的影响,进而凸显出复合厌氧工艺的优势,使其广泛的应用在生活污水处理中。在这一基础上,采用复合厌氧反应器装置就能够完成污水处理的目的,并且大大提高了污染物、有害物质的去除率,减少了污水中的生物种类,全面提高了生活污水的处理质量,进而提高了水资源的利用率。因此,结合本文的分析发现,将复合厌氧工艺应用在生活污水的处理中,其具有较强的可行性。
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