日韩精品无码一区二区A片不卡_中文字字幕在线中文乱码不卡新二_国产精品福利免费视频一区二区_久久精品中文字幕第一页

來(lái)源:污水處理助手

廢水特性是厭氧處理中必須著重考慮的重要因素，也是相當(dāng)復(fù)雜的因素。特別是對(duì)于“復(fù)雜廢水”更是如此。所謂復(fù)雜廢水，是指那些容易引起污泥的上浮、形成浮沫或浮渣層、含有大量懸浮物或引起沉淀的化合物以及含有毒物質(zhì)的廢水。這類(lèi)廢水的特性，其所含化合物的種類(lèi)影響到厭氧處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)行。

除了溫度、pH和營(yíng)養(yǎng)等影響厭氧處理的環(huán)境因素之外，本章著重討論COD對(duì)廢水厭氧處理的影響。

一、可生物降解的COD

廢水中以強(qiáng)氧化劑測(cè)定的COD并不一定能全部為微生物降解，在厭氧條件下能夠被厭氧菌消耗的COD稱(chēng)作“可生物降解的COD(Biodegradable COD)”，即CODBD。這是指在厭氧過(guò)程中能夠作為底物被細(xì)菌加以利用的COD，因此也可以稱(chēng)作“底物COD”(SubstrateCOD)。在全部COD中，可降解COD所占的百分比稱(chēng)作廢水的“生物可降解性”(Biodegradability)，記作CODBD(%)，即:CODBD(%)=CODBD/COD×100%。

組成廢水的有機(jī)物可能是容易降解的、難以降解的或不可能降解的，容易降解的有機(jī)物指那些能夠由各類(lèi)厭氧污泥(馴化的或沒(méi)有馴化的)迅速降解的化合物，難降解的有機(jī)物指那些不能被未馴化的污泥所降解而經(jīng)一定時(shí)間的馴化后即能在某種程度上降解的化合物，污泥對(duì)這種化合物馴化所需要的時(shí)間的長(zhǎng)短反映了增殖能利用這些化合物的特殊細(xì)菌所需的時(shí)間，或使現(xiàn)有細(xì)菌產(chǎn)生誘導(dǎo)酶(例如胞外的水解酶)以降解這些復(fù)雜化合物所需要的時(shí)間。某些有機(jī)化合物在厭氧條件下可能根本不會(huì)降解，這類(lèi)有機(jī)物被稱(chēng)作“惰性有機(jī)化合物”(Inert organic compounds)。

二、可酸化COD

CODBD實(shí)際上是指可被發(fā)酵菌(即水解菌與酸化菌)利用的底物，在未酸化的廢水中，并非全部CODBD可被甲烷菌利用。CODBD首先被發(fā)酵菌轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)、氫氣和大量揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，其中轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)的COD(可記作CODcells)不再能被甲烷菌利用，其余部分才是可被甲烷菌利用的底物COD。真正能夠被甲烷菌利用的部分稱(chēng)為“可酸化COD(Aeidifiable COD)”，記作CODacid，CODacid最終轉(zhuǎn)化為甲烷和VFA。CODacid在廢水總COD 中的百分比計(jì)算如下:

CODacid(%)=（CODCH4+CODvfa）/COD×100%

式中：CODCH4—轉(zhuǎn)化為甲烷的COD；

             CODvfa—尚未轉(zhuǎn)化為甲烷而以VFA存在的COD。

圖一、未酸化廢水中可降解COD分類(lèi)示意圖

圖一表示了未酸化底物(例如糖)的CODBD、CODCH4和CODacid的關(guān)系，它是根據(jù)文獻(xiàn)中細(xì)胞平均產(chǎn)率和甲烷產(chǎn)率計(jì)算而來(lái)。在糖液中CODacid一般等于CODBD的80%，而最大的CODCH4約為CODBD的78%。

圖二、完全酸化的廢水中COD分類(lèi)示意圖

圖二為已酸化的廢水(例如VFA混合水)中CODBD、CODCH4和CODacid的關(guān)系示意圖。其中CODacid等于全部CODBD，也即全部COD。CODCH4的最大值可等于CODBD的97%。因?yàn)閺U水中的CODacid約等于CODCH4，所以在大多情況下，我們可以認(rèn)為一種廢水中COD的甲烷轉(zhuǎn)化率大體上等于COD的酸化率。

三、生物抗性COD

廢水COD中含有可生物降解的COD，即CODBD，同時(shí)也可能含有污泥不能發(fā)酵的有機(jī)化合物，后者被稱(chēng)為“生物抗性COD (Biological resistant COD)”，記作CODres。CODres包括那些在測(cè)試過(guò)程中污泥來(lái)不及對(duì)之產(chǎn)生馴化因而未能降解的有機(jī)物以及不可能降解的“惰性有機(jī)物”。圖三表示僅廢水CODres部分在厭氧過(guò)程中被降解，而COD部分仍原封不動(dòng)地停留在廢水中。

圖三、含50%CODBD的廢水COD分類(lèi)示意圖

四、廢水COD的溶解性分類(lèi)

廢水COD中的某些有機(jī)化合物是不溶解的，此外溶解性的CODBD，所產(chǎn)生的細(xì)胞也不溶解，因此對(duì)厭氧處理講，COD的溶解性是一個(gè)重要參數(shù)。圖四表示了根據(jù)COD溶解性及有機(jī)物微粒大小來(lái)表示的COD的分類(lèi)。

圖四、根據(jù)溶解性的COD分類(lèi)

一般可以把通過(guò)濾紙的廢水中含有的COD記作CODfilt，過(guò)濾紙的部分為懸浮物，其相應(yīng)的COD記作CODss。廢水中的懸浮物也可以用離心法分離(以5000r/min，離心5min)，其上清液部分可看作含有CODfilt，沉淀部分為CODss。

濾紙濾液中可能含有非常微小的不能用普通濾紙或離心法除去的不溶性有機(jī)化合物，這些微小的不溶物即是溶液混濁的膠體物質(zhì)。在濾紙濾液中（即CODfilt中）不通過(guò)膜的部分被稱(chēng)為膠體COD，記作CODcol。通過(guò)膜的濾液中的COD為真正溶解的COD 記作CODsol。在荷蘭和歐洲的許多地區(qū)，在這一分析中使用孔隙為0.45μm的膜。

COD中不是真正溶解的部分稱(chēng)為不溶性COD，記作CODinsol。

五、可水解COD與已水解COD

某些廢水含有聚合物底物，即在這些底物能被發(fā)酵前必須被首先水解為單體或二聚體。在厭氧過(guò)程中能被水解的聚合物COD 稱(chēng)為“可水解COD"。而在厭氧過(guò)程的某一階段以非聚合物形式存在的(包括由聚合物水解而來(lái)的)COD被稱(chēng)為“已水解COD”(Hydrolyzed COD)，記作CODhydr。

一些情況下，聚合物以不溶性的懸浮物或膠體形式存在。不溶性的聚合物可以被轉(zhuǎn)化為溶解性的化合物這一經(jīng)由水解將不溶性的化合物轉(zhuǎn)化為溶解性化合物的過(guò)程叫“液化”(Lique-faction)。如果聚合物都是不溶解的，那么在厭氧過(guò)程的某一階段，液化等于水解。不溶解COD在厭氧過(guò)程中的水解百分率為：

CODhydr(%)=（CODsol+CODcells+CODCH4）/CODinsol×100%

式中:CODsol—由CODinsol轉(zhuǎn)化而來(lái)的溶解性COD(包括VFA)；

 CODcells—轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的CODinsol；

 CODCH4—轉(zhuǎn)化為甲烷的CODinsol；

CODinsol—不溶解性COD。

六、COD的去除與COD去除率

在厭氧處理過(guò)程中被去除的COD指進(jìn)入處理系統(tǒng)的廢水(進(jìn)液)COD和出系統(tǒng)的廢水(出液)COD的差值。COD去除率可按下式計(jì)算：

COD去除率(%)=（進(jìn)液COD濃度一出液COD濃度）/進(jìn)液COD濃度×100%

對(duì)于溶解性的廢水，上式中出液COD取樣時(shí)可以以濾紙過(guò)濾或者不過(guò)濾，這點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在測(cè)試報(bào)告中加以說(shuō)明，對(duì)于溶解性廢水，采用過(guò)濾后的出水樣品COD濃度(即CODfilt)更有意義。它便于對(duì)過(guò)程進(jìn)行物料平衡計(jì)算，更能準(zhǔn)確地反映出廢水中溶解性有機(jī)物去除的情況。溶解性廢水在處理后出液中的懸浮物實(shí)際上是厭氧過(guò)程中轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的有機(jī)物，它們基本上可以在后序的沉淀過(guò)程中除去。以濾紙過(guò)濾的出水COD去除率可表示為“CODfilt去除率”，計(jì)算如下：

CODfilt去除率(%)=（進(jìn)液COD濃度一出液CODfilt濃度）/進(jìn)液COD濃度×100% 

對(duì)于未酸化的溶解性廢水，COD去除率總大于轉(zhuǎn)化為甲烷的COD(即COD)的百分率，因?yàn)榍罢甙嗽谒峄^(guò)程中轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的COD，即包含了CODcells。因此，每消耗一個(gè)單位COD(即包括已去除的COD和已酸化的COD)。CODcells所占的百分率可計(jì)算如下：

CODcells去除率(%)=（CODfilt去除率(%)-CODCH4(%)）/（CODfilt去除率(%)+CODvfa(%)）×100%

式中:CODCH4(%)—指廢水COD轉(zhuǎn)化為甲烷的百分率；

CODvfa(%)指在出水中由進(jìn)水COD轉(zhuǎn)化而來(lái)的VFA 的百分率。

對(duì)于已酸化的溶解性廢水，CODfilt去除率約等于CODCH4的百分率，因?yàn)檫@種情況下只有甲烷菌生長(zhǎng)，而甲烷菌的細(xì)胞產(chǎn)率非常低，因此計(jì)算CODcells大約等于0，僅僅在計(jì)算非常精確時(shí)，CODcells約等于3%。

對(duì)于含有不溶解物的廢水，在計(jì)算COD的去除率時(shí)必須使用未經(jīng)過(guò)濾的出水，因?yàn)檫M(jìn)水中的懸浮物可能依然部分保留在出水中，這部分COD并未被厭氧過(guò)程去除。

在厭氧處理中，COD的去除部分來(lái)自于非生物過(guò)程。主要的非生物過(guò)程是沉淀和吸附。它們使少量的有機(jī)物與污泥或出水中的懸浮物結(jié)合在一起。

沉淀通常由pH的變化或?yàn)榭刂苝H而添加的鈣離子引起。沉淀物可能沉降在反應(yīng)器中或與污泥一起從反應(yīng)器中洗出、以下是沉淀反應(yīng)的一些典型例子。

①木素，在pH低于9或加鈣后開(kāi)始沉淀；

②脂肪，在pH低于8或加鈣后開(kāi)始沉淀；

③某些蛋白質(zhì)，在pH低于6開(kāi)始沉淀；

④腐殖酸，pH低于5或加鈣時(shí)沉淀；

⑤果膠，加鈣時(shí)沉淀；

⑥蛋白質(zhì)與單寧形成蛋白質(zhì)一單寧絮聚物。

吸附是有機(jī)物附著于污泥的表面在實(shí)踐中最常見(jiàn)的吸附現(xiàn)象之一是脂肪吸附于污泥上。

非生物過(guò)程的COD去除對(duì)于非溶解性的廢水中的懸浮物也有一定的作用。進(jìn)水中的懸浮物可以被截留在污泥中，這是因?yàn)槲勰啻灿幸欢ǖ倪^(guò)濾作用或者懸浮物本身易于沉降。

懸浮物在反應(yīng)器污泥中的積累對(duì)于UASB系統(tǒng)或任何以細(xì)胞固定化為基礎(chǔ)的高速反應(yīng)器都是不利的，懸浮物使污泥中細(xì)菌比例相對(duì)減少，因此污泥的活性降低。由于在一定的反應(yīng)器中只能保持一定量的污泥，懸浮物的積累最終使反應(yīng)器產(chǎn)甲烷能力和負(fù)荷下降。

UASB反應(yīng)器允許進(jìn)液中一定程度上含有懸浮物，但對(duì)懸浮物中可液化的（例如應(yīng)加以考慮懸浮物中真正不能夠水解的一個(gè)月的厭氧消化后仍不可水解的），叫做“積累懸浮物”。

本文所引用圖片及文字來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，本文旨在供讀者分享，如有侵犯您的權(quán)益或者版權(quán)請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們，我們將在24小時(shí)內(nèi)刪除，謝謝。