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為去除kgCOD,好氧生物處理約需耗費(fèi)0.5~1.0kWh電能,而厭氧生物處理每去除1kgCOD約能發(fā)生3.5kWh等效電能;污泥產(chǎn)量極低。這是由于厭氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多。一般,厭氧消化中產(chǎn)酸的產(chǎn)率Y為0.15~0.34,產(chǎn)為0.03左右,混合菌群的產(chǎn)率約0.17。而好氧微生物的產(chǎn)率約為0.25~0.6(Y的單位為kgVSS/kgCOD)。因此,好氧生物處理的污泥產(chǎn)量約為250~600gVSS/kgCOD(去除),而厭氧生物處理的污泥產(chǎn)量僅為20~180gVSS/kgCOD(去除);對溫度、pH等環(huán)境要素更為靈敏。厭氧可分為高溫菌和中溫菌兩大類,其適合的溫度規(guī)模分別為55℃左右和35℃左右。
ASB反應(yīng)器污泥床區(qū)主要有沉降性能良好的厭氧污泥組成,濃度可達(dá)到50-100g/L或更高。沉淀懸浮區(qū)主要靠反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氣體的上升攪拌作用形成,污泥濃度較低,一般在5-40g/L范圍內(nèi),在反應(yīng)器的上部設(shè)有氣(沼氣)、固(污泥)、液(廢水)三相分離器,分離器首先使生成的沼氣氣泡上升過程偏折,穿過水層進(jìn)入氣室,由導(dǎo)管排出。脫氣后混合液在沉降區(qū)進(jìn)一步固、液分離,沉降下的污泥返回反應(yīng)區(qū),使反應(yīng)區(qū)內(nèi)積累大量的微生物。待處理的廢水由底部布水系統(tǒng)進(jìn)入,澄清后的處理水從沉淀區(qū)溢流排除。在UASB反應(yīng)器中能得到一種具有良好沉降勝能和高比產(chǎn)甲烷活性的顆粒厭氧污泥,因而相對其他的反應(yīng)器有一定優(yōu)勢:顆粒污泥的相對密度比人工載體小,靠產(chǎn)生的氣體來實現(xiàn)污泥與基質(zhì)的充分接觸,省卻攪拌和回流污泥設(shè)備和能耗;三相分離器的應(yīng)用省卻了輔助脫氣裝置;顆粒污泥沉降性能良好,避免附設(shè)沉淀分離裝置和回流污泥設(shè)備:反應(yīng)器內(nèi)不需投加填料和載體,提高容積利用率。
對以下狀況思索酸化或相別離可能是有利的:1)當(dāng)采用預(yù)酸化可去除或改動對菌有或抑止性化合物的構(gòu)造時;2)當(dāng)廢水存在有較高的Ca2+時,局部酸化可防止顆粒污泥外表產(chǎn)生CaCO3結(jié)垢;3)當(dāng)處置含高含懸浮物和/或采用高負(fù)荷,對非溶解性組分去除有限時;4)在調(diào)理池中局部酸化效果能夠經(jīng)過調(diào)理池的合理設(shè)計。 由于到達(dá)完整酸化后,污水pH會降落,需采用投藥pH值。另外有證據(jù)標(biāo)明完整酸化對UA厭氧反應(yīng)器的顆粒過程有不利的影響。例如,上向流進(jìn)水方式,在厭氧反應(yīng)器底部構(gòu)成污泥層(1.0m)。底部布水孔口設(shè)計為5~10m2/孔即可。
根據(jù)厭氧生物降解的四階段理論,可以看出厭氧消化的第三階段(產(chǎn)階段)為限速階段。廢水中的有機(jī)酸很容易被菌直接利用轉(zhuǎn)化為沼氣(CH4,CO2和H2O),從而使廢水中的有機(jī)酸得以去除,廢水pH上升,故對廢水在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下不必投加堿中和厭氧反應(yīng)器進(jìn)水pH值。厭氧消化可分為高溫厭氧消化(55C)、中溫(35C)和常溫厭氧消化,高溫厭氧消化效率高;中溫厭氧消化效果更安穩(wěn),其容積負(fù)荷均在5~20KgCOD/(m3.d);而常溫厭氧消化效果較低。考慮到當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和水量水質(zhì)特征,本規(guī)劃中選用中溫厭氧發(fā)酵工藝。厭氧生物處理進(jìn)程與好氧生物處理相比較,厭氧生物處理的首要特征是:能量需求大大下降,還可發(fā)生能量。這是由于厭氧生物處理不要求供應(yīng)氧氣,相反卻能生產(chǎn)出含有的50~70%(CH4)的沼氣,含有較高的熱值(約為21000~25000kJ/m3),可以用作動力。
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