生物废水处理的整理应用

介绍

排放许可更多地关注生物需氧量(BOD)和营养物去除，而不是金属去除. 在这种趋势下，我们不能再专注于满足金属去除要求. 我们现在必须把重点放在如何继续满足金属去除要求，同时满足新的生化需氧量和营养物去除要求. 这并不总是通过物理/化学手段来完成.

进入细菌的世界. 这些神奇的生物以我们在水中不再需要的东西为食. 特殊的细菌混合物可以消耗足够的磷，使其在测试中无法检测到. 当它们这样做的时候，它们也消耗氮和BOD. 什么类型的细菌能做到这一点? 它们需要什么才能保持健康，活得足够长，为我们完成它们的工作? 一个工业制造商怎么能, 谁的水对细菌通常是致命的, 小范围地利用它们, 狭小空间? 我们将探讨这些问题, 见健康细菌的照片, 并详细讨论如何利用它们来满足您的需求.

Terminology

为了正确探讨废水生化处理的来龙去脉, 回顾所涉及的术语是很重要的.

• BOD5测量水中含有的可生物降解有机物的数量. 这种可生物降解的有机物质是利用参与自然净化机制的微生物消耗的氧气来评估的.
• 化学需氧量，或者说 COD，是水质的参数之一. 它代表了氧化水中所有有机物所需的氧气量.
• TKN(总凯氏定氮)是有机氮和氨的总浓度.
• The TP, 或者总磷, 是表示水中有机和无机磷化合物的总和参数吗.
• 总悬浮固体(TSS)是水或废水样品中通过过滤保留的总固体的测量.
• 分类预处理标准[改写自40 CFR 403.[6]是规定数量的标准, 浓度, 或可能排放至公营滤水厂的污染物的污染物性质. EPA根据CWA第307条颁布特定行业类别的预处理标准. 这些标准在40 CFR第I章N分章405-471部分中编纂.
• 局部的限制[40 CFR 403.5(c)]是由污水处理厂对工业或商业设施(IUs)制定和执行的特定排放限值，以实施40 CFR 403中列出的一般和特定排放禁令.5(a)(1)及(b).

这些都很重要，因为地方当局确实在勒紧裤腰带，让工业用户试图抵消一些污染物. 在一些行业无法达到新规定的情况下，他们每月会收取数万美元的附加费.

附加费是指工业用户在正常排污费之外收取的额外费用. 收取这些费用是为了帮助抵消将废水送到城市处理厂的处理费用. 这样做的问题是，如果一个工业用户将已经处理过的水送到城市, 然后，城市向工业用户收取第二次处理同样废水的费用. 工业用户付钱给城市去做他们自己的处理厂做不到的事情，同时还在为他们的处理厂的运行付费. 这不是精益废水管理.

当工业用户将不符合标准的废水送到城市处理厂时，罚款将被评估. 这些通常是在废水破坏处理厂和设置时看到的. 如果数额足够大，监禁时间可以伴随着罚款.

现状

传统上，物理和化学处理对工业用户来说是有效的. 这些过程使金属精加工去除重金属，如铬, nickel, zinc, lead, cadmium, etc.,成功地. 这些系统发挥了巨大的作用，使我们的环境摆脱了工业革命初期河流着火的时代, 气味很难闻, 人们也不能安全地饮用这些水. 这些系统将继续在全球所有金属精加工公司中发挥至关重要的作用.

随着焦点从金属和无机污染物转移, 我们必须改变对工业废水处理厂外观和工作方式的看法. We will, 至少在可预见的未来是这样, 仍然需要那些物理/化学系统进行预处理, 但他们还需要进行二次治疗.

处理技术

生物废水处理有多种形式和规模，包括:

• 活性污泥厂(ASP)
• 转盘系统.
• 浸没曝气过滤器(SAF)
• 暂停媒体过滤器(SMF)
• 序批式反应器(SBR)
• 非电的过滤器
• 滴滤池

有各种各样的污水处理厂. 当我们把它们想象成生物处理厂时, 在我们的脑海中，这些巨大的工厂占地数百英亩，需要大量的操作人员和关注. 我们想到了我们排放到的城市，以及与我们的工厂相比，它们有多大. 我们认为细菌是挑剔的生物，很容易被杀死. 但是，其中一些可以适用于工业用途.

滴滤

图1 -滴漏过滤器的示意图.一个例子是工业滴流过滤器，^1,2 如图所示. 1. 它涉及一种处理过程，其中废水在介质上滴流，使其形成黏液或生物质, 其中含有以被处理的水中的废物为食并清除废物的生物(水项目办公室, CSU, Sacramento).

滴滤器由加载速率(i)指定.e., capacity). 低速率过滤器用于负载小于25磅. 每1000英尺BOD5³/d, BOD去除率为80%-90%. 中间滴滤处理高达400磅. 每1000英尺BOD5³/d, BOD去除率为50%-70%. 高速率过滤器处理100磅的最大有机负载. 每1000英尺BOD5³/d, BOD去除率为65%-85%. 粗加工过滤器允许大量的可溶性BOD通过过滤器负载在100到300磅之间排出.

滴流式过滤器确实存在一些问题，包括气味、积水、过滤器苍蝇和结冰. 然而，总的来说，它们为任何生物系统的维护和运行提供了最低的成本.

旋转生物接触器

图2 -旋转生物接触器(图由Walker Process Equipment提供).旋转生物接触器(RBC)是一种生物处理装置，其中一群微生物交替暴露于废水中，然后暴露于空气(氧气)中，以促进微生物在氧化废固体时的生长. 2)(加州州立大学水项目办公室，萨克拉门托).

表1显示了安装有穿孔挡板的改良旋转生物接触器的性能数据.³ 根据滞留时间和转速给出了BOD和COD的效率值.

膜生物反应器(MBR. 3)通常是一个术语，用于定义废水处理过程中，其中有一个热选择膜, e.g., 微滤或超滤, 是否与生物过程相结合-特别是悬浮生长生物反应器.⁴ 表2为米勒斯堡Guggisberg奶酪厂的一个案例研究提供了MBR在进水和出水组成方面的性能数据, Ohio.⁵

图3 -膜生物反应器.

对于固定生长系统，如这里所讨论的，必须有一个地方让生物量生长. 有多少种介质类型就有多少种系统大小. 图4显示了几个可用的变体. 这取决于你想要和需要去除什么, 您的设计工程师将能够为您的生物系统推荐正确的介质辅助.

图4 -可用于生物废水处理的介质示例.

Bacteria

生物废水处理中典型的细菌类型如图所示. 5.

Figure 5 – Types of bacteria typically involved in biological wastewater treatment: (L-R) daphnia; stalked ciliates; filamentous; tardigrades.

水蚤，或称水蚤，像跳蚤一样快速跳跃地游动. 甲壳(壳)覆盖了它身体的大部分. 甲壳在一侧用铰链连接. 另一边是开放的，允许水蚤的腿在水中移动，收集食物和游泳.

有柄的纤毛虫可以以单一的有机体形式出现，也可以成群地生长. 一群被跟踪的纤毛虫中的每一个“头”都被认为是一个有机体.

一些丝状细菌的存在有利于絮团的形成. 细丝相互连接，形成网状结构，这对絮凝体的形成至关重要. 丝状细菌是其他细菌附着并形成絮凝体的结构基础, 在絮凝沉降过程中哪些是重要的.

Tardigrades, 通常被称为水熊或苔藓小猪, 近显微镜下的动物长, 丰满的身体和蜷缩的头. 它们有8条腿和手，每条腿上有4到8个爪子. 虽然奇怪的可爱, 这些小动物几乎坚不可摧，甚至可以在外太空生存.⁶

实时工业表现

图6 -实时工业生物处理:(左)进水和(右)出水.如图所示. 6, 在显微镜下, 在进水(左)和出水(右)中可以看到来自工业滴流过滤器的健康细菌混合物。. 在这两张照片之间，TKN从9减少了.57到小于1毫克/升. 磷从12减少.7 to 0.154 mg/L，出水COD为121 mg/L，未检出.

Robin Deal是hubard - hall公司Aquapure的产品经理. Visit 5ur0qvki.eduzpherepublications.com

References

1. H.F. Liu and B.G. 环境工程师手册，第二版.， CRC出版社，泰勒 & 弗朗西斯集团，佛罗里达州博卡拉顿(1997年).
2. S. EPA，废水技术说明书:滴流过滤器，EPA 832-F-00-014(2000年9月).
3. L. Gulhane，《澳门威尼斯人网上赌场》(2015).
4. MBR网站， http://www.thembrsite.com/what-are-
5. bioprocessH2O, http://www.bioprocessh2o.com/case-study-cheese-plant (最后更新日期:07-06-2019).
6. 萨克拉门托水花，水蚤， http://www.sacsplash.org/critter/water-flea (最后更新日期:07-06-2019).
7. 环境，跟踪纤毛虫， http://www.ebsbiowizard.com/resources/micro-gallery/stalked-ciliates/ (最后更新日期:07-06-2019).
8. 水网， http://wtp-operators.thewaternetwork.com/article-FfV/filamentous-bacteria-problems-and-solutions- r94HLW1n20o4ygPMhB7D4A(最后更新日期:07-06-2019).
9. 布拉德福德，缓步动物的事实， http://www.livescience.com/57985-tardigrade-facts.html (最后更新日期:07-06-2019).