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          高效水解酸化廢水處理技術

          發布時間:2022-5-5 8:38:15  中國污水處理工程網

            1、高效水解酸化技術

            高效水解酸化技術是通過厭氧處理,讓水中的雜質擴散,然后慢慢分離,發生物質的反應。其處理過程可以概括為:組分擴散、反應、物質析出、凝聚、分離,所有過程中反應是最重要的過程,且只有在物質互相接觸的過程中,才可以真正發生反應,隨后才可以互相傳質。下文會以反應類型與傳質擴散的類型,闡述技術內容。

            1.1 反應類型

            反應過程多出現于反應器內,可根據發生的反應把它分為兩類,一類是均相,另一類是非均相。前者突出的特征是,從反應器內選擇一個尺度,該尺度的單元小于整體的單元,且反應結束后,不會在微員內發現物體反應前后較大的差異,保持分子尺度的均勻,所以,均相反應發生后,不會因為微元的差異向外傳遞熱量,其熱量只來源于物質經過宏觀運動后產生的熱量。后者是在多相間發生反應,比如兩個或兩個以上的物質發生反應,它具體特征的體現是,從反應器中提取任意一個尺度后,雖然該尺度小于反應器,但它的內部仍有大量的微元體,每個微元體有各自的組分、溫度,且各不相同,因此,該反應發生后,物體的宏觀運動和微元尺度都可以向外傳遞熱量。

            1.2 傳質擴散的類型

            基于上述反應類型的描述,以及不同反應因素的考量,可以把擴散的類型分為以下幾種,分別是分子擴散、熱擴散、壓力擴散、強制對流擴散、自然對流擴散、相際傳質等。其中,前三種擴散類型中,分子擴散是隨著廢水中污染物濃度的增加產生的擴散,是較為典型的擴散方式之一。隨著傳質的進行隨即發生后三種的擴散方式,其具體取決于流體的運動,所有流體流動的方式中,湍流會對傳質造成較大的影響。另強制對流流型的形成,是受到外力的影響,并在外力的作用下產生,其外力主要來源于風機、攪拌機等,而自然對流擴散是隨著流體浮力變化而形成,在不同重力的作用下,形成溫度變化的差異,而流體也會受其影響,形成密度差,在此基礎上形成浮力效應。最后,相際傳質是物質在相交界面的傳遞,出現這一傳遞方式的原因是相間不平衡。

            2、高效水解酸化廢水處理技術功效與機理

            采用高效水解酸化技術處理廢水時,需使用相應的裝置完成全部的處理過程。該裝置包含有高位水箱、溫度儀、反應器等,其中,反應器的設計是相對獨立的,當廢水進入并從裝置流出,會因為在多個板之間的流動,很容易形成湍流,進行物質的擴散;诖,筆者通過查閱相關資料,并參照了相關實驗總結了該項技術的功效和機理。

            2.1 技術功效

            筆者參照的是某工業廢水的處理,闡述了技術功效。該工業廢水中含有大量的微生物、有機物、磷等,在參照的案例中,實驗人員根據微生物等物質對溫度的要求,以及發生各項反應的不同進行處理后,得出了以下結論。

            溶解氧的數量:反應中微生物的數量與溶解氧數量的變化直接相關。案例中反應裝置啟動后,技術人員一直在監控溶解氧的變化。得出在液體、氣體相交的界面,因為溶解氧的數量大量增加,如果有氧消耗,也可以快速補充,但隨著溶解氧深入水下的深度增加,到一定深度后溶解氧消失。從另一個角度分析,技術人員可以在水中發現溶解氧存在的最佳區域,加快了廢水中不同污染物的處理。

            有效去除能力:因為廢水多為酸性,故廢水處理時通常會用Na2CO3對廢水進行調節,使其從酸性變為堿性,從而增強緩沖能力。經過調節后,廢水的pH值均超過了4.8。另需注意的一點是,微生物的數量會隨著pH值的變化而變化,所以,當pH值始終保持為4.8后,廢水中有機物會加快反應與擴散的速度,有機物的數量明顯減少,進而提升了技術的去污能力。

            總磷的去除:用該技術處理廢水中的總磷,是用微生物同化的方式,消除總磷,因此,磷的消除率取決于產生的微生物數量。而水解酸化技術處理廢水的過程中,會根據這一特點,適當增加微生物的數量,待這些微生物的數量與廢水內微生物融合后,可高效率地與磷發生反應以減少磷的數量。

            提高可生化性:該技術的最大功效即為提高生化性,它是指廢水處理的過程中,根據廢水內各類物質的特點,用不同的方式優化廢水的處理,并逐步提升可生化性。這項技術已經可以處理大分子的有機物,完成時間為3h,使處理更加高效,盡量完全消除廢水中的有機物。

            較強的抗負荷沖擊能力:實際處理廢水的過程中,容積負荷可直接影響最終的處理效果,如果負荷較小,會抑制微生物的生長,負荷過大,也會引起某一物質的含量過高,失去對pH值的控制。所以,合理控制容積負荷的大小,是提高廢水處理效率的保證。而案例中的技術人員通過實驗確定了當BOD5容積負荷在1.14~6.56kg/m3/d之間時,有較強的抗負荷沖擊能力。

            2.2 技術機理

            其技術機理包括兩點:首先,由于水解酸化的反應裝置有獨特的結構,它可以讓傳質的性能有明顯的提升。廢水在被處理的過程中,會因為板與板的阻擋,流動的距離不斷縮小,逐步形成湍流,而第一次出現湍流后,又會在經過彈性立體填料時,再次形成湍流,并在其他位置出現剪切流,出現不同大小的渦旋群,以此引發局部擴散。雖然出現的渦旋面積較小,但它也可以在某種程度上擴大分子流動的范圍,縮短擴散和擴散間的距離,讓溶質的體積變得均勻,進而加快了生化反應的速度。同時,在反應裝置反應的過程中,大量的渦旋運動會生成多個生物膜停留的表面,且該表面不斷更新,促進了有益菌群和廢水的接觸,進一步加快了生化反應的速度。但必須注意的一點是,如果處理過程中出現強烈的湍流,技術人員可以運用這一湍流控制裝置內各部分的操作,借助小的渦旋運動的優勢,讓滯留膜的厚度變薄,以加快傳質的速度。而滯留膜厚度變薄的同時,膜表面有機物的數量也大量增加,一旦出現缺失,可以及時補充,這可以加快有機物質的傳播。另外,小的渦旋還會快速轉移生化反應的產物,加快微生物的新舊更替。其次,提升了系統的緩沖能力,讓廢水的處理更加高效。廢水處理中Na2CO3的使用,是調節廢水溶液的酸堿度,從而增強系統的緩沖能力,有效避免了機酸數量的增加,如果機酸增加,會讓pH值迅速下降,影響微生物的生存,以此確保酸化菌的作用充分發揮。系統的緩沖能力有明顯的提升后,生物膜具有的活性也隨之提升,加快了生化反應速度。

            3、結語

            用高效水解酸化技術處理廢水,可以優化對廢水的處理,加快廢水中各種物質的反應,提升了生物反應的速度。同時,它也能強化系統的緩沖能力,加快處理中微生物的產生與流出,呈現出高效性的特點。但我們仍需在現有技術的基礎上對技術進一步改進,以加快反應器的處理速度。(來源:上海楚源環?萍加邢薰,賽麒商務咨詢(上海)有限公司)

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