帐号: 密码:
站内搜索: 订阅资讯
亚洲环保杂志 北京杂志 环保杂志 环保企业 亚洲环保杂志 环保杂志 杂志订阅 绿色杂志
设为首页 加入收藏
联系我们 请您留言
 
您当前位置:网站首页 >> 城镇污水处理技术 >> 阅读文章

采用高温厌氧反应器处理源分离污水

2014-12-14 16:28:03 来源:亚洲环保杂志官方网站

采用高温厌氧反应器处理源分离污水

Use of an Anaerobic Thermophilic Reactor for the Treatment of Separated Wastewater

高颖1,  Franz Bischof2

1Huber SE, Berching, Germany (gao@huber.de)

2University of Applied Sciences Amberg-Weiden, Germany (f.bischof@fh-amberg-weiden.de)

关键词Keywords

厌氧消化,沼气,分散型污水处理,高温厌氧生物反应器

Anaerobic digestion, biogas, Desar, thermophilic bioreactor,

 

导言

欧洲早期城市化中所形成的冲水马桶排污和生活污水混合排放的水载重力排放系统已发展成为近代全球城市排水的基本模式。但近年来不断有学者对欧洲城市化过程中所形成的城市排水模式进行反思,认为其存在高耗水,高耗能,末端治理和资源流失等缺陷,不适合发展中国家和缺水地区。污水中的粪尿量很小却是生活污水中有机物和营养盐的主要来源。因此以源头分离和资源回收循环为核心的排水模式受到重视。

在进行有机物和有机物污水的生物处理时,通常采用厌氧处理系统来产生生物沼气,从有机污水中提取可再生能源。产生的沼气可用来发电和产热。在进行好氧生物处理时,污水中约有50 % 的含碳物质转化成生物物质,即市政污泥。与此相反,厌氧处理技术 可将市政污泥的体积缩小至 90 %。如果采用高温厌氧发酵,可对被处理污水或发酵物质进行卫生化处理,这对被处理之后的物质进行农用具有良好作用。

德国汉斯琥珀公司近几年来,开发了一些处理技术和设备,目的在于寻找新的污水处理系统,对污水资源和其中的营养物质进行高效可持续性循环利用。

回收利用装置(Recovery Plant)和循环利用公园(ReUse Park)

2006年,HUBER公司自己出资, 在公司行政楼内实施„HUBER 回收利用处理方案项目,应用尝试创新卫生处理系统,即对污水进行源分离处理,然后对污水进行各种深度处理并再生利用水资源和其中的营养物质。

通过采用特殊开发的技术,即所谓的回收利用装置(Recovery Plant), 将办公大楼产生的污水中大量有效物质提取回收 (特别是水和营养物质),并将这些物质重新应用在公司内的公园内,即所谓的回收利用公园(ReUse Park)


1: HUBER公司的资源回收装置(Recovery Plant )和资源回收公园(ReUse Park)

在办公大楼内,通过无水尿罐和 NoMix-便所可将黄水 (非稀释尿液) 和棕水 (粪便和WC-冲洗水) 分别收集,排出和存储; 同样通过专门管道可将灰水 (厨房冲洗水和洗手用水)分别引出收集在自己的存储箱内。办公大楼的另一半污水被混合收集,用于模拟传统的市政污水。

在对这些分离污水或混合污水时,采用了以下一些新型HUBER-技术,尽可能地再生使用被处理之后的污水和营养物质,用于农业生产。:

- 膜生物反应器 (MBR):

HUBER-膜生物反应器 可对混合污水,灰水和黑水进行完整处理,同时产生无菌出水, 可作为灌溉用水或直接注入养鱼池塘。

- 沉淀,吹脱和吸收:

在处理非稀释尿液时,可采用HUBER模块化装置,进行沉淀,吹脱和吸收一体化处理。通过处理,可以固体和液体肥料形式,回收提取氮磷营养物质,用于 资源回收公园。

- 新型厌氧技术:

通过 HUBER-厌氧技术,可将粪便和餐厨垃圾转化成沼气。在高温厌氧处理时,发酵剩余物质已被卫生处理,可直接投放果园,作为土壤改善剂。

2: 安装在HUBER公司行政楼内的源分离污水处理系统

在处理其中所产生的棕水或粪便污水时,HUBER公司开发,设计制造了一套结构紧凑,技术先进的厌氧反应器,并在HUBER 公司总部内的实际条件情况下进行运行试验。除了处理粪便污水之外,厨房有机生物垃圾,例如剩饭等,被混入一起处理。实验装置的运转状态和处理结果将由德国慕尼黑大学的研究小组对进行跟踪测试和科学观察。

厌氧中试装置

根据初期试验研究的处理数据基础上,开发并设计制作了一台新型厌氧反应器,结构紧凑,可以高效处理粪便污水和其他家庭有机垃圾。图 2 显示了这一新型厌氧反应器的简单示意图。


2: HUBER公司新开发的厌氧发酵装置(示意图)

厌氧反应器的体积为 580 升,由二个同心圆柱组成,通过筛网板(3)相互连接。进料污泥首先进入外腔 (1),对有机颗粒物质进行水解反应。筛网板可以截留非水解有机物质,使得颗粒物质和液体水流相互脱偶,降低反应器体积。为了进一步减低反应器体积,水解之后的甲烷反应是在反应器内腔(2)进行,其内将安装高效厌氧反应系统,例如 上流式固定床(4),能够截留甲烷细菌。作为选择,也可以安装改良之后的UASB处理系统。 为了使排放液体和发酵残渣能达到卫生要求,此反应器选择高温厌氧发酵工艺。图 3 显示了这一新型厌氧反应器的照片,可以对粪便污泥,连同餐厨垃圾一起,进行厌氧发酵处理。


3: 高温厌氧发酵装置,用于处理源分离处理之后的粪便污水

在德国HUBER公司总部安装配置了一套源分离生态排水系统,可对粪便,尿液和灰水(来自厨房的洗涤水等)分别收集处理。然后通过一台弧形格栅和一台栅渣压榨机,对粪便浆水进行固液分离,既棕水和粪便污泥。粪便污泥的固含量一般是在范围15%内变动。表1显示了一次随机取样测试的各种参数。污泥成分分析表明,其中含有很高含量的草纸纤维物质。

1: 粪便污水中的特征参数

单位

粪便污水

pH

[---]

5.36

固含量DS

[%]

1.8

有机物含量oDS

[% DS]

90.9

COD total

[mg/l]

27.750

溶解性COD  dissolved

[mg/l]

3.320

总氮Total nitrogen

[mg/l]

510

氨氮NH4-N

[mg/l]

220

乙酸Acetic acid

[mg/l]

980

丙酸Propionic acid

[mg/l]

660

异丁酸Isoburyric acid

[mg/l]

30

丁酸 Butyric acid

[mg/l]

190

戊酸Isovaleric acid

[mg/l]

40

戊酸Valeric acid

[mg/l]

50

蛋白质浓度Proteins

[mg/l]

1,800

蛋白质固含量Proteins

[% oDS]

11

总油脂浓度Total grease

[mg/l]

2,200

总油脂固含量Total grease

[% oDS]

14

从现在获得的结果来看,大约60 %的粪便物质可以被分解处理,新开发的厌氧反应器显示良好的卫生处理性能。目前在研究检查水解阶段的处理能力,在高固含量情况下进行优化处理。通过投加酶来进一步优化粪便分解处理,同时检查其经济可行性。

总结

HUBER 回收利用处理方案的最终目的是使水流和物质流能在局部区域也可被持续性地循环利用。污水通过源分离处理之后,可以系统地研究开发黄水,褐色水,灰水和雨水的分离系统和处理系统。被处理之后的污水和其中的营养物质能为植物提供营养物质,重新在公园内被回收利用。这样的分离技术和处理技术提高了生产效益,优化了经济效益

通过在公司内部采用这一创新卫生处理方案,回收利用水资源和污水营养物质,可以大力推广这一新的污水处理理念: 即污水不再被看作为废料,而是一种原料,其中可提取水资源,营养物质和能源。

特别是在一些半干旱地区,往往缺少农业营养物质, 可以充分利用这些新型污水处理技术, 不同的水源可采用不同处理方式,以便最大程度地回收和重新利用资源

参考文献

[1]   Düngemittelverordnung (DüMV) (2003); Verordnung über das Inverkehrbringen von Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen, Kultursubstraten und Pflanzenhilfsmitteln.

[2]   Hans Huber AG, Industriepark Erasbach A1, 92334 Berching, Germany.

[3]   Wilsenach J., Van Loosdrecht M. (2002); Impact of separate urine collection on wastewater treatment systems; Water Science and Technology, 48(1), 103-110.

文章评论

现在有0人对本文发表评论 查看所有评论


本刊概况 | 广告服务 | 订阅中心 | 联系我们 | 京ICP备09025260号
Copyright © 环保亚洲 All rights reserved.
联系地址:北京市朝阳区左家庄前街一号百灵大厦3号楼
电话:010-52851825 59469111 传真:+86-10-52050266
E-mail:asiaep@163.com