好氧生物流化池的作用关于污水处理的

好氧生物流化池的作用关于污水处理的
好氧生物流化池的作用
关于污水处理的

好氧生物流化池的作用关于污水处理的
HCR工艺的主要特点
HCR工艺(High Performance Compact Reactor)是德国克劳斯塔尔(Clausthal)工科大学物相传递研究所于80年代发明的.该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点.因此,其空气氧的转化率高,反应器的容积负荷大,水力停留时间短,是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法.至今,已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、韩国等国家建成了数十个HCR系统,并已投产运行,污水处理效果普遍良好.
HCR系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等(见图1).集成反应器为圆形容器,其外筒两端被封闭,连接着各种管道；内筒两端开口,两相喷头安装在反应器上部的正中央.循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用同时吸入大量空气.水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的气体分散成细小的气泡.富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后,又向上返流形成环流,再经剪切向下射流,如此循环往复运行.于是,污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体.
该工艺的工作原理可知,HCR的主要特点是：
(1)系统占地少,基建费用低.HCR系统占地一般很少,其原因主要有三：一是系统设计紧凑,结构合理,减少了占地；二是反应器高径比大(为7∶1),部分被埋在地下,有效地利用了垂向空间,减少了平面上的占地；三是所需水力停留时间很短,容积负荷和污泥负荷都很高,减少了反应器的体积.
合理集成设计、少占地是减少基建投资的主要因素,反应器和沉淀池的容积小,又节省土建投资或设备制造费用.根据工程预算结果对比表明,采用HCR工艺处理同样数量的污水,其基建费用比活性污泥法工艺要减少30%以上.
(2)空气氧转化利用率高,容积负荷和污泥负荷高.HCR工艺的曝气方式采用射流扩散式,并通过垂向循环混合,使溶解氧达到最大值,这一过程实际上吸取了深井曝气依靠压头溶氧的优点.高速喷射形成紊流水力剪切,使气泡高度细化并均匀分散,决定了该方法对空气氧的转化利用率高.据试验测定,其空气氧的转化利用率可高达50%,溶解氧含量易保持在5mg/L以上.
足够的溶解氧是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件,这也是HCR工艺的优势所在.一般情况下,HCR系统的污泥浓度在10g/L左右,最高可超过20g/L.反应器中生物量之大,决定了其负荷值必然高.试验和已有工程的运行结果显示,HCR的容积负荷最大可达70kgBOD5/(m3·d),小试可达100 kg BOD5/(m3·d)；其污泥负荷值可以超过6 kg BOD5/(kgSS·d).
(3)固液分离效果好,剩余污泥量较少.HCR工艺混合污水中的微生物菌团颗粒小,其沉降性能好,这是其显著特点之一,污泥在沉淀池中的停留时间一般只需要40min左右.该工艺每降解1kg BOD所产生的剩余污泥量,比其他好氧方法平均减少40%左右,从而大大减少了污泥处理量.剩余污泥量较少的原因主要有两个：其一,强烈曝气使微生物代谢速度快,由此引起的生化反应可能加大内源消耗,剩余污泥量相对少；其二,由于反应器中混合污水被高速循环液流剪切,微生物的团粒被不断分割细化,团粒内部的气孔减少,使其密度相对增加,总的体积减少.
(4)抗冲击负荷的能力强.HCR为完全混合型运行方式,原水先与回流污水合流,然后再进入反应器,并立即被快速循环混合.高浓度COD或有毒废水冲击系统时,它们在进入反应器之前实际上已经被稀释,进入反应器后又被迅速均匀混合,使冲击液流的浓度大大降低,从而有效地提高了HCR系统抗冲击负荷的能力.此外,强烈曝气使微生物的新陈代谢加快后,也可能减少冲击所造成的部分影响.
工程实践表明,HCR工艺对甲醛废水、含酚废水、糖醛废水、树脂酸废水都能进行有效处理；如已有工程实例的进水COD浓度达到了20000mg/L；该工艺还有望提高污水脱氮的效果.
(5)系统操作简便灵活,处理效果有保障.HCR系统的反应器循环水量、补充曝气量、污泥回流量等都可以根据需要进行调节,便于选择最佳的组合效果.正因为如此,采用HCR工艺容易保证较高的COD去除率.图2显示了HCR反应器容积负荷与COD去除率的变化关系.可以看出,尽管其容积负荷变化较大,COD去除率均达到80%左右.