養(yǎng)豬廢水經(jīng)過水沖除糞池進(jìn)入糞便水收集池,去除大部分泥沙及固體污染物后,靠重力自流進(jìn)入水解酸化池,然后經(jīng)泵提升進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器。
高效厭氧反應(yīng)器去除大部分有機(jī)污染物,然后進(jìn)入A2/O生物膜接觸氧化反應(yīng)池,進(jìn)行生化好氧處理;A2/O生物膜接觸氧化反應(yīng)池排水時(shí)的上清液經(jīng)沉淀池去除懸浮物后平流進(jìn)入消毒池,處理后污水經(jīng)消毒后達(dá)標(biāo)排放。
A2/O生物膜接觸氧化反應(yīng)池內(nèi)不斷新陳代謝,附在載體上的膜經(jīng)新陳代謝后慢慢脫落,并不斷的有新的菌膜附掛,脫落變成污泥的生物膜重力排入污泥池,然后經(jīng)干化場消化處理后制成生態(tài)肥用于農(nóng)田。收集池的底層污泥重力進(jìn)入污泥池進(jìn)行后處理。
A、厭氧反應(yīng)理:
廢水厭氧生物處理是在無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程,也稱為厭氧消化。
厭氧生物處理是一個(gè)復(fù)雜的微生物化學(xué)過程,依靠三大主要類群的細(xì)菌,即水解產(chǎn)酸細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌和產(chǎn)甲烷細(xì)菌的聯(lián)合作用完成。因而粗略地將厭氧消化過程分為三個(gè)連續(xù)的階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段,如下圖所示:
第一階段為水解酸化階段。復(fù)雜的大分子、不溶性有機(jī)物先在細(xì)胞外酶的作用下水解為小分子、溶解性有機(jī)物,然后滲入細(xì)胞體內(nèi),分解產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。這個(gè)階段主要產(chǎn)生較高級(jí)脂肪酸。含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生的NH3除了提供合成細(xì)胞物質(zhì)的氮源外,在水中部分電離,形成NH4HCO3 ,具有緩沖消化液PH值的作用。
第二階段為產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的作用下,第一階段產(chǎn)生的各種有機(jī)酸被分解轉(zhuǎn)化成乙酸和H2,在降解奇數(shù)碳素有機(jī)酸時(shí)還形成CO2 。
第三階段為產(chǎn)甲烷階段。產(chǎn)甲烷細(xì)菌將乙酸、乙酸鹽、CO2 和H2 等轉(zhuǎn)化成甲烷 。
雖然厭氧消化過程可分為以上三個(gè)階段,但是在厭氧反應(yīng)器中,三個(gè)階段是同時(shí)進(jìn)行的,并保持某種程度的動(dòng)態(tài)平衡。這種動(dòng)態(tài)平衡一旦被PH值、溫度、有機(jī)負(fù)荷等外加因素所破壞,則首先將使產(chǎn)甲烷階段受到抑制,其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致低級(jí)脂肪酸的積存和厭氧進(jìn)程的異常變化,甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)厭氧消化過程停滯。
B、影響厭氧處理效果的因素
水解產(chǎn)酸細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌,可統(tǒng)稱為不產(chǎn)甲烷菌,它包括厭氧細(xì)菌和兼性細(xì)菌,尤以兼性細(xì)菌居多。與產(chǎn)甲烷菌相比,不產(chǎn)甲烷菌對(duì)PH值、溫度、厭氧條件等外界環(huán)境因素的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,且其增殖速度快。而產(chǎn)甲烷菌是一群非常特殊的、嚴(yán)格厭氧的細(xì)菌,它們對(duì)環(huán)境條件的要求比不產(chǎn)甲烷菌更嚴(yán)格,而且其繁殖的世代期更長。因此,產(chǎn)甲烷細(xì)菌是決定厭氧消化效率和成敗的主要微生物,產(chǎn)甲烷階段是厭氧過程速率的限制步驟。
1、溫度條件
溫度是影響微生物生存及生物化學(xué)反應(yīng)最重要的因素之一。各種產(chǎn)甲烷菌的適應(yīng)溫度區(qū)域不一致,而且最適溫度范圍較小。根據(jù)產(chǎn)甲烷菌適宜溫度條件的不同,厭氧法可分為常溫厭氧消化(10—30℃)、中溫厭氧消化(35—38℃)和高溫厭氧消化(50—55℃)三種類型。
2、PH值
每種微生物可在一定的PH值范圍內(nèi)活動(dòng),產(chǎn)酸細(xì)菌對(duì)酸堿度不及產(chǎn)甲烷細(xì)菌敏感,其適宜的PH值范圍較廣,在4.5—8.0之間。產(chǎn)甲烷菌要求環(huán)境介質(zhì)PH值在中性附近,最適PH值為7.0—7.2 ,PH6.6—7.4較為適宜 。由于產(chǎn)酸和產(chǎn)甲烷大多在同一構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行,故為了維持平衡,避免過多的酸積累,常保持反應(yīng)器內(nèi)的PH值在6.5—7.5(最好在6.8—7.2)的范圍內(nèi)。
3、氧化還原電位(無氧環(huán)境)
無氧環(huán)境是嚴(yán)格厭氧的產(chǎn)甲烷菌繁殖的最基本條件之一。產(chǎn)甲烷菌對(duì)氧和氧化劑非常敏感,這是因?yàn)樗幌蠛醚蹙菢泳哂羞^氧化氫酶。
C、A2/O生物膜接觸氧化反應(yīng)原理
A2/O(A/A/O)法即厭氧/缺氧/好氧生物膜法。其構(gòu)造是在A/O工藝的厭氧區(qū)之后、好氧區(qū)之前增設(shè)一個(gè)缺氧區(qū),好氧區(qū)具有硝化功能,并使好氧區(qū)中的混合液回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化,使之脫氮。污水在流經(jīng)三個(gè)不同功能分區(qū)的過程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除,達(dá)到同時(shí)進(jìn)行生物除磷和生物除氮的目的。其流程見下工藝圖。
在系統(tǒng)上,該工藝是最簡單的除磷脫氮工藝,在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下,可抑制絲狀菌的繁殖,克服污泥膨脹,使得SVI值一般小于100,有利于泥水分離,在厭氧和缺氧段內(nèi)只設(shè)攪拌機(jī)。由于厭氧、缺氧和好氧三個(gè)區(qū)嚴(yán)格分開,有利于不同微生物菌群的繁殖生長,脫氮除磷效果好。目前,該法在國內(nèi)外廣泛使用,運(yùn)行良好。
