LEVAPOR生物膜工藝處理含難降解和有毒物質(zhì)的工業(yè)污水
來源：桂林德態(tài)環(huán)保科技有限公司 閱讀：10400 更新時(shí)間：2024-10-21 09:13難降解污染物質(zhì)在污水處理過程中對廣大工程技術(shù)人員提出了很大的挑戰(zhàn)，其形成原因非常復(fù)雜，可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：
1.污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，溶解度越低，阻礙微生物菌群，因此對降解過程有拮抗作用。
2.污水的成分，污染物的濃度和質(zhì)量對污泥的活性組成有很大的影響，而鹽度的增加也減少了活性污泥的營養(yǎng)攝入。
3.菌群，其對污染物質(zhì)的降解非常重要，必須在反應(yīng)池中存在。
4.微觀環(huán)境， 如PH值，溫度，氧化還原電位等對生物菌群的活性也有影響。
但是通過現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用中這些污染物也能被非常有效地降解，在實(shí)際運(yùn)用中以下因素應(yīng)充分考慮到：
1.存在一定量的特殊活性的微生物
2.有效和穩(wěn)定的生物降解所需要的微觀環(huán)境，其參數(shù)可通過實(shí)驗(yàn)確定，一般來說生物降解可在好氧、缺氧和厭氧的環(huán)境下進(jìn)行。
3.生物反應(yīng)池
4.對相關(guān)生物菌群的容納和保護(hù)，防止其的流失。有些微生物菌群的繁殖速度慢，容易被污水帶出反應(yīng)器，從而導(dǎo)致生化反應(yīng)過程不穩(wěn)定
LEVAPOR生物膜工藝
通過將微生物菌群固定在有吸附能力和孔隙的LEVAPOR®懸浮填料上，一些特殊生物菌群在反應(yīng)池中的容納和保護(hù)難題就迎刃而解，在懸浮填料上形成的高效生物膜能有效拮抗抑制劑并使生化降解穩(wěn)定進(jìn)行。其作用的有效性已通過大量基于好氧，缺氧或厭氧環(huán)境的工程實(shí)例得到證明。
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| 橫截面 LEVAPOR®懸浮填料 厭氧細(xì)菌在其表面繁殖 | |
圖為 LEVAPOR®懸浮填料的高吸附率和孔隙度，其對含難降解物質(zhì)的污水的處理基于以下機(jī)理：
1.有毒抑制物質(zhì)被吸附在懸浮填料表面，從而其對液相的抑制作用顯著降低
2.微生物菌群能在生物膜上更快地繁殖生長，從而
- 在生物膜上的菌群對毒性物質(zhì)的抵抗力顯著增強(qiáng)
- 對吸附在懸浮填料上的污染物有極佳的降解效果
- 對污水的處理效果更佳
- LEVAPOR®懸浮填料的生物再生能力強(qiáng)
好氧環(huán)境中的生物降解
在好氧環(huán)境下對高濃度的毒性2-氯苯胺(2-CA)的生物降解做了研究，其濃度為1000 mg/l， 相當(dāng)于7.8 mM。
在一個(gè)反應(yīng)池中懸浮的微生物被2-氯苯胺抑制。而在投入LEVAPOR®懸浮填料的另一個(gè)反應(yīng)池中，2-氯苯胺被吸附到填料表面，其在污水中的濃度2個(gè)小時(shí)內(nèi)降低到3.2 mM。通過研究證明10天內(nèi)包括附著在懸浮填料上的部分所有2-氯苯胺被完全降解，以釋放的氯離子的濃度來表示，結(jié)果見下圖。
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1000 mg/l 2-氯苯胺(2-CA)通過活性污泥法和LEVAPOR的 生物膜法的生物降解對比試驗(yàn) |
類似的結(jié)果也在被高濃度氯酚（三氯酚，四氯酚，五氯酚）污染的地下水的處理中得到證明。當(dāng)氯酚在LEVAPOR生物膜反應(yīng)器中被完全降解時(shí)，其在懸浮污泥中的降解率卻相當(dāng)?shù)，具體的對比見以下圖表。
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| 高濃度氯酚在好氧環(huán)境中在LEVAPOR生物膜反應(yīng)器活性污泥法反應(yīng)池中的生物降解對比結(jié)果 |
厭氧環(huán)境中的生物降解
在好氧環(huán)境中因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生一些有毒的中間體，因此用傳統(tǒng)的活性污泥法在好氧環(huán)境下處理一些復(fù)雜的有機(jī)污水，結(jié)果差強(qiáng)人意。對紙漿廠的漂白廢水，其中有含氯的有毒污染物，如果在好氧環(huán)境下COD的去除率只有35-40%。相反如果在如果在厭氧環(huán)境下使用LEVAPOR®懸浮填料，COD的去除率能達(dá)到65-70%，難降解物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到45-60%。剩余的COD能在后一階段的好氧環(huán)境下繼續(xù)加以去除。
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紙漿廠漂白污水在不同填料上的厭氧處理 1. LEVAPOR®，2.活性碳，3. 聚氨酯泡沫體，4. 懸浮污泥 |
類似的結(jié)果也能在處理其他難降解物質(zhì)中得到證實(shí)。例如對2-氯苯甲酸(2-CBA)的生物降解做了研究，當(dāng)使用沒有改性過的聚氨酯泡沫和燒結(jié)玻璃時(shí)，降解率比較低，當(dāng)把LEVAPOR®懸浮填料放入?yún)捬醴磻?yīng)池中，幾天以后就開始明顯產(chǎn)生甲烷氣體，18-20天后整個(gè)生物降解過程結(jié)束。
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| 厭氧環(huán)境中不同的填料對2-氯苯甲酸的降解效果的研究 |
LEVAPOR®懸浮填料處理工業(yè)廢水所采用的工藝類型
在大多數(shù)情況下使用流化床反應(yīng)器或稱移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR），其作為主反應(yīng)器。在反應(yīng)池中投加12 -15 % 體積比的 LEVAPOR® 懸浮填料。因?yàn)閼腋√盍系拿芏群苄，已建設(shè)施的曝氧裝置足以使填料在反應(yīng)池中充分流化起來，因此對已建設(shè)施的改擴(kuò)建異常方便。在底部曝氣的反應(yīng)池中只需安裝充足的濾網(wǎng)或格柵就能防止填料的流失。
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| 在流化床反應(yīng)器中的LEVAPOR® 懸浮填料 |
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| 流化床反應(yīng)器的基本流程 |
生物濾床可作為后處理反應(yīng)池。在生物濾床中含有60-70%體積比的
LEVAPOR® 懸浮填料，可采用向上流或向下流的方式。該工藝尤其適合于已做過生化預(yù)處理的污水的深度處理，廢水的污染物和懸浮顆粒的濃度比較低。因?yàn)槠錆舛鹊，所以水力停留時(shí)間短，這就意味著反應(yīng)池的容積較小。如果注入合適的生物菌種后該工藝特別適合于去除微量的污染物質(zhì)。以下表格顯示了使用生物濾床工藝的污染物去除率。
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| 生物濾床反應(yīng)器的基本流程圖 |
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進(jìn)水
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出水
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LEVAPOR-生物濾池
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出水-LVP
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去除率
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mg/l
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mg/l
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mg/l
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%
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指標(biāo)
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市政污水項(xiàng)目
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COD (mg/L)
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215- 480
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42 - 65
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17- 32
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50 - 60
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氨氮 (mg/L)
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43- 56
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14- 32
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0.5-7.0
|
78 - 96
|
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萘
|
0.19
|
0.17
|
0.01
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94
|
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菲
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0.16
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0.03
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0.02
|
33
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熒蒽
|
0.14
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0.02
|
0.01
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50
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多環(huán)芳烴
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0.92
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0.34
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0.05
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85
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化工廠污水項(xiàng)目-1
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TOC (mg/L)
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460- 540
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40-95
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20- 60
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37 - 60
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苯胺
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n.a.
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40-150
|
4.0-10.0
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90- 93
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雙酚-A
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n.a.
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10-128
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0.0- 9.0
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93-100
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硝基苯
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n.a.
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25-130
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0.5- 24.0
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82 - 98
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化工廠污水項(xiàng)目-2
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COD (mg/L)
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3450- 4720
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340- 460
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190-260
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25- 45
|
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Toxicity, GD
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n.a.
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1:100- 500
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1:30-250
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1:50- 90
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在生物濾池中使用LEVAPOR® 懸浮填料對不同類型污水的處理
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| 在好氧生物濾池中使用LEVAPOR® 懸浮填料降解雙酚-A(BPA) |
案例
1. 紙漿廠污水
使用LEVAPOR-生物膜工藝，通過厭氧-好氧-多聯(lián)級生化處理能非常有效處理紙漿廠產(chǎn)生的廢水，是一項(xiàng)很實(shí)用的技術(shù)。由于生物膜上的微生物菌群的高濃度，厭氧池的體積和其它工藝相比能減少75%，光此項(xiàng)就能為工廠節(jié)省1000萬歐元的費(fèi)用。廢水處理設(shè)施從1990年開始運(yùn)行，見下圖。
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| 使用LEVAPOR生物膜工藝采用厭氧-好氧多聯(lián)級生化處理紙漿廠有毒廢水 |
為了定量說明LEVAPOR生物膜工藝的貢獻(xiàn)率在啟動(dòng)階段三個(gè)甲烷反應(yīng)器中只有兩個(gè)反應(yīng)器中投放了LEVAPOR® 懸浮填料。裝有懸浮污泥的反應(yīng)器的運(yùn)行效率明顯比LEVAPOR生物膜反應(yīng)器低，在經(jīng)過第一次毒性沖擊后活性污泥呈不可逆的抑制狀態(tài)。此后該反應(yīng)器也改成了生物膜反應(yīng)器，結(jié)果見下圖。
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| 全規(guī)模啟動(dòng)厭氧工藝反應(yīng)器處理紙漿廠有毒廢水 |
2. 農(nóng)業(yè)化學(xué)品廢水
這類廢水具有以下特點(diǎn)，一是原料的污染貢獻(xiàn)率很大，二是鹽度和副產(chǎn)品濃度的波動(dòng)大，三是活性劑的濃度比較低（最大到150 mg/L），因此對生物降解有很強(qiáng)的抑制作用。
通過正確的生物預(yù)處理，抑制劑的毒性能被消除。此外雜環(huán)有機(jī)物水解所產(chǎn)生的氨氮能被硝基化，具體處理結(jié)果見下表。
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| 農(nóng)用化學(xué)品有毒廢水的多聯(lián)級生物處理，包括硝化/反硝化 |
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污染物
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進(jìn)水濃度
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去除率%
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總?cè)コ?/b>
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不同階段的去除貢獻(xiàn)率
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|
mg/L
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%
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缺氧
+ 厭氧
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好氧
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芳香族溶劑
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1.5 – 30.0
|
100.0
|
90.0
|
10.0
|
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甲醇
|
930 - 1980
|
100.0
|
95.0-100.0
|
0-5.0
|
|
二氯甲烷
|
4.0 - 80.0
|
100.0
|
100.0
|
0.0
|
|
甲基異丁基酮
|
9.0 - 330.0
|
100.0
|
76.0
|
24.0
|
|
胺類
|
56.0 – 84.0
|
100.0
|
90.0-100.0
|
0.0-10.0
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三嗪衍生物
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96.0 – 115.0
|
100.0
|
64.2
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35.8
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氨基甲酸酯
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18.0 – 33.0
|
80.0
|
72.0
|
28.0
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其它殺草劑
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154.0 - 337.0
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91.5
|
75.0
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25.0
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3. 地下水
在LEVAPOR® 懸浮填料上活性生物膜的生長迅速，對原焦油廠的地下水做基于LEVAPOR生物膜法和物化的組合處理。即便是在高負(fù)荷和低溫的狀態(tài)下，啟動(dòng)后幾天時(shí)間內(nèi)對甲基苯酚和苯系物的去除率非常高。
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| 地下水的生物膜法和物化法的組合處理 |
