加以衡量 表1.1 环保技术可行性的重要衡量尺度 应能杜绝或明显减少污染物的产生 不需要用清水对污染物稀释 对环境污染的控制而言它们有较高效率 应尽可能做到资源的回牧和综合利用 垃当是低成本的技术,包括基建.设备动力操作和维修等费用应较低 操作和维修应当简单 应能够在较大规模和较小规模同样好地运行 ·能够被当地的人们认识和接受 表1.2 选择废水处理方法的量要尺度 a.应当对各类污染物有较高的去除率,这些污染物有: 可生物降解的有机物(BOD) 悬浮物 氨和有机氮 磷酸盐 致病菌 h.E艺系统应当对高峰负荷电力供应的突然中断、供液的中断以及对毒性污染 物等有较髙的抗干扰能力或稳定性 c.工艺上具有灵活性例如对效率的改进,规模的扩大等 d.工艺系统在操作.维修和控制上应当簡单,应不芾要J程技术人员进行连续的 现场操作 e.占地应当少,特别在土地紧缺和地价较高的地区 f.工艺系统需耍的不同操作单元应当尽量少 g.工艺系统使用寿命长 h.这系统在使用中没有严重的污泥处理难 i.系统不应当有严重的臭气问题 系统应当有间收有用副产品的呼能性 k.工艺的应用有足够的经验以资借鉴
废水厌氧处理技术的优点和不足 (一)厌氧处理的优点 考虑到我国作为发展中国家的国情、污染的现状以及以上尺 度,厌氧废水处理技术有其明显的优点 ①厌氧废水处理可作为把环境保护、能源回收与生态良性 循环结合起来的综合系统的核心技术(见图11),具有较好的环境 与经济效益 ②厌氧废水处理技术是非常经济的技术,在废水处理成本 上比好氧处理要便宜得多,待别是对中等以上浓度COD>1500 mng/L)的废水更是如此。表13为厌氧处理与好氧处理成本的比 较 表13某工业废水处理厂厌氧处理与好氧处理相对成本比较 (以厌氧法处理总费用为100%) 项日 厌氧法 好氧法 中和 396 营养物添加 78 813 污泥脱水剂 操作人员 77 15.5 修 26.3 总费用(不含产气价值) 1000 3192 总费用(含产气价值 3192 其它一些文献也给出类似的结果,例如, Pichon等比较了 处理2500m3/dCOD、BOD浓度分别为2600mg/L和1000ng/I的 工业废水的费用,当用好氧处理时每吨水成本为04美元,而用厌氧 处理时每吨水成本仅为0,4美元,其中还未计入所产沼气的价值 由表13可见,厌氧法成本的降低主要由于动力的大量节省, 营养物添加费用和污泥脱水费用的减少,即使不计沼气作为能源
所带来的收益,厌氧法也仅为好氧法成本的约13。如所产沼气能 被利用,则费用更会大大降低,甚至带来相当的利润。 在实践上,在废水厌氧处理之后往往再辅以好氧处理作为 其后处理。 Habets等比较了好氧工艺和厌氧+好氧处理的投 资与成本(表14)表14中的三个系统都是同样性质的工业废水, 好氧系统A为另两个系统处理能力的一半,另两个系统(即好氧 系统B和厌氧+好氧系统)的处理能力相同。由表中可看到,当在 原有好氧系统A前加上厌氧处理系统后,每年废水处理的费用仅 上升了11%,但处理能力扩大了一倍。当该厂将厌氧处理部分沼 气用于高压蒸汽的生产时,每年回收热量节约109万美元。相同 处理能力下,好氧系统B与厌氧十好氧的优劣也可从表14中明确 看到。 表14 好氧活性污泥工艺和厌氧+好氟工艺年 操作费用的比较6 单位:万美元 项日 好氧系统A 好氧系统B 厌氧十好氧 计算|处理能力/ t CODd 825 165 16.5 依据投资 106.0 159.0 贷款利息(10% 10.6 159 年折旧费(54 7.1 1D.6 94 各 电力 5.9 118 29 项化学药品 4.4 3.7 费|维修 1.8 26 2.6 用 操作人员 1 2.1 排污系統 10 总费用 48.4 358 高压蒸汽生产 109 年实际费用 32.2 48.4 249 ③厌氧处理不但能源需求很少而且能产生大量的能源。据 报道〕,每处理tCOD的废水,厌氧法只需要耗电
27×10°J(75kW·h),而好氧法需耗电36×10J(1000kWh)。厌氧 法在理论上每除去1 kgCod可以产生0.35m3的纯甲烷 气(0°C、1013×105Pa下)纯甲烷气的燃烧值为398×10J/m3,高 于天然气3.58×107J/m3的燃烧值,每m3甲烷可发电864×10J (24kWh),因此甲烷是很好的能源。含甲烷约60%~80%的沼气 也可以用于锅炉燃料或家用燃气。以日排放COD10t的工厂为例, 若COD去除率为80%,甲烷产量为理论值的80%则可日产甲烷 2240m3,其热量相当于2600m3天然气或优质原煤385t,可发电 1.944×10°J(5400kWh ④厌氧废水处理设备负荷高,占地少。厌氧反应器容积负荷 比好氧法要高得多,单位反应器容积的有机物去除量也因此要高 得多,特别是使用新一代的高速厌氧反应器更是如此。因此其反 应器体积小,占地少这一优点对于人口密集、地价昂贵的地区是 非常重要的,澳大利亚某造纸厂在改造旧有的好氧工艺时,引人 厌氧技术先行处理废水,在占地而积不变的情况下,使废水处理 能力增加了一倍6。 ⑤厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法少得多,且剩余污 泥脱水性能好,浓缩时可不使用脱水剂,因此剩余污泥处理要容 易得多。由于厌氡微生物增殖缓慢,因而处理同样数量的废水仅 产生相当于好氧法1/10~1/6的剩余污泥厌氧法所产生的污泥 高度无机化,可用作农田肥料或作为新运行的废水处理厂的种泥 出售。 ⑥厌氧方法对营养物的需求量小。一般认为,若以可以生物 降解的COD(CODm)为计算依据,好氧方法氮和磷的需求 量为 CODaD:N:P=100:5:1,而厌氧方法为(350~ 500:5:1.有机废水一般已含有一定量的氮和磷及多种微量元 素,因此厌氧方法可以不添加或少添加营养盐。 ⑦厌氧方法可处理高浓度的有机废水。当废水浓度较高时 不需要大量稀释水
⑧厌氧方法的菌种(例如厌氧颗粒污泥)可以在中止供给废 水与营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年 以上。它的这一特性为其间断的或季节性的运行提供了有利条 件,厌氧颗粒污泥因此可作为新建厌氧处理厂的种泥出售 ⑨厌氧系统规模灵活,可大可小,设备简单,易于制作,无需 昂贵的设备。目前处理工业废水的上流式厌氧污泥床反应 器(UASB)由几十立方米到上万立方米的规模运行。由荷兰Bio thane公司为加拿大 Bathurst造纸公司设计的UASB反应器容积 为16600m3,可日处理制浆造纸废水185tCOD (二)厌氧处理的不足 综上所述,厌氧处理的种种优点相当适合我国当前资金缺 少、能源不足与污染严重的现状,是一种值得推广的技术。但是厌 氧方法用于大规模的工业废水的处理只是近20年间的事,厌氧技 术的发展尚不充分,其经验与知识的积累尚有一定局限性。作为 种新的技术,它尚有不足之处,现叙述如下 ①厌氧方法虽然负荷高、去除有机物的绝对量与进液浓度 高,但其出水COD浓度高于好氧处理,原则上仍需要后处理才能 达到较高的排水标准。 ②厌氧微生物对有毒物质较为敏感,因此,对于有毒废水性 质了解的不足或操作不当在严重时可能导致反应器运行条件的 恶化。但是随着人们对有毒物质的种类、毒性物质的允许浓度和 可驯化性的了解以及工艺上的改进,这一问题正在得到克服。近 年来人们发现,厌氧细菌经驯化后可以极大地提高其对毒性物质 的耐受力 ③厌氡反应器初次起动过程缓慢,一般需要8~12周时问。 这是因为厌氧细菌增殖较慢所致,但正是由于同一原因,厌氧处 理才产生很少的剩余污泥。由于厌氧污泥可以长期保存,因此新 建的厌氧系统在其初次启动时可以使用现有厌氧系统的剩余污 泥接种,启动慢的问题即可解决。 8