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UC水解工艺包在工业园区集中处置污水中的应用

北极星环保网来源:亚洲环保网2018/6/8 11:33:11我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 污水处理厂 工业园区

北极星环保网讯:总结水解酸化的基本原理和影响因素,介绍UC水解工艺包的结构及特点,并结合工程实例论证了UC水解工艺包在工业园区集中处置污水中应用的可行性。UC水解工艺包可有效提升污水的可生化性,并去除一定的COD和SS。

工业园区作为国民经济发展的重要载体与助推器,已逐渐成为我国工业发展的主要模式之一。近年来,我国城市化进程加快,据不完全统计,我国建成的和在建的各类工业园区数量达到了9000多个。据相关数据统计,工业废水排放量占全国污水排放总量的45%左右。而随着市政规划日趋完善,新建的工业企业多坐落于工业园区内。随着污水排放指标日益趋严,工业园区的污水处理受到了极大关注。不同于城镇污水处理厂的污水,由于工业园区污水中除了生活污水,还有各种工业企业初步处理后的废水,加之园区产业结构复杂,水质水量变化大,污染物浓度高,污染物种类多且具有高毒性及可生化性差的特性[1],因此,园区废水若采用常规的城市污水处理厂的AAO、SBR工艺处理后往往难以达到一级A的排放标准。

水解酸化作为一种基于生化的预处理工艺,具有运行费用低、控制简单、效果显著的特点。

1水解酸化概述

1.1水解酸化的原理及意义

厌氧过程一般分为三个阶段[2]:水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段。水解酸化就是将厌氧过程控制在反应速率较快的第一阶段和第二阶段,即将大分子杂环的不溶性有机物水解为小分子的可溶性有机物,将难以生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物质的过程,如图1的第一阶段和第二阶段:

图1水解酸化原理图

水解反应是有机底物进入细胞之前,胞外进行的生物化学反应,是复杂的非溶解性聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程[3]。酸化则即产酸发酵过程,是有机底物,即作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在酸化过程中溶解性有机物被转化为以挥发酸为主的末端产物。

水解酸化是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法,和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率,改善废水的可生化性,为后续生化处理奠定良好基础。

1.2水解酸化的影响因素

1.2.1底物的种类和粒径大小

不同种类底物的水解难易程度也不同,底物种类对水解反应速率产生重要影响。如脂肪、蛋白质、多糖三类物质,在相同反应条件下,水解的速率呈现增长趋势;对于同类型有机物,分子量越大越难水解;对于不同分子结构的物质,水解由易到难为直链结构>支链结构>环状结构。

底物粒径大小对水解的速率也会产生很大的影响,颗粒粒径越大,比表面积越小,就越难于水解。

1.2.2容积负荷

对于水解反应器,容积负荷设计取值较低,提高水力停留时间,使污染物质与水解微生物接触时间加长,溶解出COD浓度变高,水解也越完全。对于含有难生物降解物质比例较大的污水,容积负荷应取相对较低值。

1.2.3配水系统

废水和水解污泥的良好接触是保证水解池高效运行的必要条件,因此水解要有均匀的配水系统,保证反应器泥水可以充分接触。为达到此效果,可采用多点进水的分配装置来将进水在水解反应装置中均匀分配。

1.2.4上升流速

为确保水解反应器中泥水的充分接触及出水水质,水解池的上升流速应控制在一定的范围内。当上升流速偏低时,大量的较密实的活性污泥沉积在水解池的底部,在污水上升的过程中,泥水不能充分接触反应,从而导致了去除效果较差。当上升流速偏高时,会造成水解池的活性污泥大量流失,系统无法保证充分的效果。

22UC水解(Up-FlowCouplingHydrolysis-AcidogenosisReactor)工艺包概述

2.1结构简述

上海泓济环保科技股份有限公司(以下简称“泓济公司”)从水解酸化运行效果和维护便利性等出发,基于上流式复合型生长的水解酸化反应器开发了UC水解工艺包(上流式耦合水解反应器)。UC水解反应器自上而下依次为出水区、配水区、沉淀耦合反应区、污泥反应区、布水区,具体工艺结构见图2。污水收集后,由配水区的点对点布水器均匀的分配到池底的布水区,再经反应区处理后排出。配水自上而下也是与传统的水解反应工艺中污水直接排入池底,再向上反应不同。通过大量的工程案例验证表明,这一设计能彻底解决传统水解酸化工艺中出现的布水不均、布水管易堵塞及污泥流失等问题。

图2UC水解工艺包结构图

UC水解工艺包结构的设计特点主要有:

1)点对点布水器一方面能够保证水解反应器均匀布水,泥水充分接触,达到良好水解效果;另一方面可以通过底部布水帽上翻水流起到极好的水力搅拌作用,有助于提升生化反应的传质效率。底部布水帽的布置可以有效解决出水口因污泥沉降而易堵塞的问题。

2)设置在沉淀耦合反应区的固定床平板填料能有效拦截轻质的水解污泥,并作为微生物的载体使厌氧污泥吸附固定在填料上,一方面增加了微生物的量,另一方面丰富了微生物的种类,保证水解反应器里的污泥浓度和微生物多样性。

3)倾斜安装的固定床平板填料可发挥斜板沉淀作用,有效改善沉淀区的分离效果,降低分离区水力负荷,提高固液分离效率。

2.2工艺包特点

1)水解酸化的产物主要为小分子有机物,可生物降解性较好。故经过UC水解工艺包处理后可以提升原污水的可生化性,减少后续反应的时间和处理能耗。

2)不需要密闭的池,不需要搅拌器,不需要水、气、固三相分离器,降低了造价和便于维护。整个工艺包除提升来水外无需其他动力,能耗低,效率高。

延伸阅读:

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