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高效水解酸化废水处理技术

中国污水处理工程网 时间:2022-5-5 8:38:15

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  1、高效水解酸化技术

  高效水解酸化技术是通过厌氧处理,让水中的杂质扩散,然后慢慢分离,发生物质的反应。其处理过程可以概括为:组分扩散、反应、物质析出、凝聚、分离,所有过程中反应是最重要的过程,且只有在物质互相接触的过程中,才可以真正发生反应,随后才可以互相传质。下文会以反应类型与传质扩散的类型,阐述技术内容。

  1.1 反应类型

  反应过程多出现于反应器内,可根据发生的反应把它分为两类,一类是均相,另一类是非均相。前者突出的特征是,从反应器内选择一个尺度,该尺度的单元小于整体的单元,且反应结束后,不会在微员内发现物体反应前后较大的差异,保持分子尺度的均匀,所以,均相反应发生后,不会因为微元的差异向外传递热量,其热量只来源于物质经过宏观运动后产生的热量。后者是在多相间发生反应,比如两个或两个以上的物质发生反应,它具体特征的体现是,从反应器中提取任意一个尺度后,虽然该尺度小于反应器,但它的内部仍有大量的微元体,每个微元体有各自的组分、温度,且各不相同,因此,该反应发生后,物体的宏观运动和微元尺度都可以向外传递热量。

  1.2 传质扩散的类型

  基于上述反应类型的描述,以及不同反应因素的考量,可以把扩散的类型分为以下几种,分别是分子扩散、热扩散、压力扩散、强制对流扩散、自然对流扩散、相际传质等。其中,前三种扩散类型中,分子扩散是随着废水中污染物浓度的增加产生的扩散,是较为典型的扩散方式之一。随着传质的进行随即发生后三种的扩散方式,其具体取决于流体的运动,所有流体流动的方式中,湍流会对传质造成较大的影响。另强制对流流型的形成,是受到外力的影响,并在外力的作用下产生,其外力主要来源于风机、搅拌机等,而自然对流扩散是随着流体浮力变化而形成,在不同重力的作用下,形成温度变化的差异,而流体也会受其影响,形成密度差,在此基础上形成浮力效应。最后,相际传质是物质在相交界面的传递,出现这一传递方式的原因是相间不平衡。

  2、高效水解酸化废水处理技术功效与机理

  采用高效水解酸化技术处理废水时,需使用相应的装置完成全部的处理过程。该装置包含有高位水箱、温度仪、反应器等,其中,反应器的设计是相对独立的,当废水进入并从装置流出,会因为在多个板之间的流动,很容易形成湍流,进行物质的扩散。基于此,笔者通过查阅相关资料,并参照了相关实验总结了该项技术的功效和机理。

  2.1 技术功效

  笔者参照的是某工业废水的处理,阐述了技术功效。该工业废水中含有大量的微生物、有机物、磷等,在参照的案例中,实验人员根据微生物等物质对温度的要求,以及发生各项反应的不同进行处理后,得出了以下结论。

  溶解氧的数量:反应中微生物的数量与溶解氧数量的变化直接相关。案例中反应装置启动后,技术人员一直在监控溶解氧的变化。得出在液体、气体相交的界面,因为溶解氧的数量大量增加,如果有氧消耗,也可以快速补充,但随着溶解氧深入水下的深度增加,到一定深度后溶解氧消失。从另一个角度分析,技术人员可以在水中发现溶解氧存在的最佳区域,加快了废水中不同污染物的处理。

  有效去除能力:因为废水多为酸性,故废水处理时通常会用Na2CO3对废水进行调节,使其从酸性变为碱性,从而增强缓冲能力。经过调节后,废水的pH值均超过了4.8。另需注意的一点是,微生物的数量会随着pH值的变化而变化,所以,当pH值始终保持为4.8后,废水中有机物会加快反应与扩散的速度,有机物的数量明显减少,进而提升了技术的去污能力。

  总磷的去除:用该技术处理废水中的总磷,是用微生物同化的方式,消除总磷,因此,磷的消除率取决于产生的微生物数量。而水解酸化技术处理废水的过程中,会根据这一特点,适当增加微生物的数量,待这些微生物的数量与废水内微生物融合后,可高效率地与磷发生反应以减少磷的数量。

  提高可生化性:该技术的最大功效即为提高生化性,它是指废水处理的过程中,根据废水内各类物质的特点,用不同的方式优化废水的处理,并逐步提升可生化性。这项技术已经可以处理大分子的有机物,完成时间为3h,使处理更加高效,尽量完全消除废水中的有机物。

  较强的抗负荷冲击能力:实际处理废水的过程中,容积负荷可直接影响最终的处理效果,如果负荷较小,会抑制微生物的生长,负荷过大,也会引起某一物质的含量过高,失去对pH值的控制。所以,合理控制容积负荷的大小,是提高废水处理效率的保证。而案例中的技术人员通过实验确定了当BOD5容积负荷在1.14~6.56kg/m3/d之间时,有较强的抗负荷冲击能力。

  2.2 技术机理

  其技术机理包括两点:首先,由于水解酸化的反应装置有独特的结构,它可以让传质的性能有明显的提升。废水在被处理的过程中,会因为板与板的阻挡,流动的距离不断缩小,逐步形成湍流,而第一次出现湍流后,又会在经过弹性立体填料时,再次形成湍流,并在其他位置出现剪切流,出现不同大小的涡旋群,以此引发局部扩散。虽然出现的涡旋面积较小,但它也可以在某种程度上扩大分子流动的范围,缩短扩散和扩散间的距离,让溶质的体积变得均匀,进而加快了生化反应的速度。同时,在反应装置反应的过程中,大量的涡旋运动会生成多个生物膜停留的表面,且该表面不断更新,促进了有益菌群和废水的接触,进一步加快了生化反应的速度。但必须注意的一点是,如果处理过程中出现强烈的湍流,技术人员可以运用这一湍流控制装置内各部分的操作,借助小的涡旋运动的优势,让滞留膜的厚度变薄,以加快传质的速度。而滞留膜厚度变薄的同时,膜表面有机物的数量也大量增加,一旦出现缺失,可以及时补充,这可以加快有机物质的传播。另外,小的涡旋还会快速转移生化反应的产物,加快微生物的新旧更替。其次,提升了系统的缓冲能力,让废水的处理更加高效。废水处理中Na2CO3的使用,是调节废水溶液的酸碱度,从而增强系统的缓冲能力,有效避免了机酸数量的增加,如果机酸增加,会让pH值迅速下降,影响微生物的生存,以此确保酸化菌的作用充分发挥。系统的缓冲能力有明显的提升后,生物膜具有的活性也随之提升,加快了生化反应速度。

  3、结语

  用高效水解酸化技术处理废水,可以优化对废水的处理,加快废水中各种物质的反应,提升了生物反应的速度。同时,它也能强化系统的缓冲能力,加快处理中微生物的产生与流出,呈现出高效性的特点。但我们仍需在现有技术的基础上对技术进一步改进,以加快反应器的处理速度。(来源:上海楚源环保科技有限公司,赛麒商务咨询(上海)有限公司)

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