HCR技术及其在有机工业废水预处理中应用.pdfVIP

2008诺维信全国印染行业节能环保年会 HCR技术及其在有机工业废水预处理中的应用 刘廷字 上海世渊环保科技有限公司 随着工业经济的发展，需要处理的工业废水量也随之急剧增加，从而引发了建造污水处理设 施所需土地面积的相对不足，且这一矛盾已日趋尖锐。在人口集中、工业发达的上海市及长江三 角洲等地区，目前工业生产废水的处理效率不高，为了改善环境，实现可持续发展，国家制订了 更为严格的排放指标，而多数生产企业只建造了简易的物化预处理装置，难以实现废水达标纳管 排放。 矛盾尤为突出的是，多数生产企业由于生产规模的不断扩大，厂区内难以提供足够的建造废 水生物处理设施的土地，严重制约了企业生产与环境保护的协调发展，部分企业甚至不得不减产 或停产以适应越来越严格的环境保护标准。因此，有必要采用一种占地面积小、处理效率高、抗 冲击负荷性能强的生物预处理工艺来满足生产规模不断扩大的需要，从而缓解土地紧缺与废水治 理的矛盾。 在依靠国内自身的探索和研究的同时，也应积极借鉴国外先进的高效、节省占地面积的污水 处理工艺。在对国外先进技术消化吸收的基础上，还要对其进行优化和改进，最终实现本土化设 计和建造，以解决日益尖锐的污染与用地的矛盾，这对于全国工业废水的处理具有极高的实用价 值和现实意义。 1 HCR技术简介 国外在80年代开始了节约用地和基建费用的高效反应器的研究，其中，德国克劳斯塔尔 Performance (Claustllal)I业大学于80年代发明的HCR(HighCompactReactor)工艺是一种高效 好氧生物处理方法，是也是业界的第三代生物反应器，代表了当前国际先进水平。HCR是利用 传质和生物降解的机理发展而成，融合了当今的高速射流曝气、强化传质、紊流剪切等技术，并 具有深井曝气和流化污泥床的特点。HCR工艺具有氧的利用率高，反应器的容积负荷大，水力 停留时间短等优点，非常适用于高浓度有机废水的预处理。 HCR系统主要包括：集成反应器、射流器、沉淀池以及配套的管路和水泵等。射流器安装 在反应器顶部的正中央，工作原理同文丘里管，通过水流产生负压吸入空气，从而使气液混和充 分；同时，水流和气流的共同作用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，有利于提高氧的传递速率。富含溶解氧的混合污水经中心导流筒(即内筒)到达反应器底部 后，又沿外桶壁向上返流形成环流，循环往复运行。在此过程中，污水被反复充氧，气泡和微生 物菌团被不断剪切细化，形成致密细小的絮凝体，使水相、气相和微生物相接触充分，获得良好 的传质效果。 HCR系统工艺流程图如下： 312 2008诺维信全国印染行业节能环保年会 2 HCR技术特点 HCR通过提高充氧能力和污泥浓度来满足短时问内快速降解有机物的要求，从而实现高效 的目的。其特点为： 1)系统占地少，基建费用低。HCR系统采用集成设计，结构紧凑，管路简单；又因采用较 大的高径比，集成反应器占地面积最多可降至常规好氧生物曝气池的1／10； 2)启动速度快。实践证明HCR启动在I周内即可完成，进入正常运转； 3)供氧能力强，氧利用率高。HCR采用独特的射流器进行自吸供氧，反应器内部气含率高 达28％，而传统工艺气含率仅为1．5％一2．5％：通过曝气混合液的循环流动使吸入的空气被剪切 分散成很小的气泡，并与污水充分混合，反复充氧；此外，较深的池深有利于氧的充分利用； 4)容积负荷和污泥负荷高。足够的溶解氧保证了好氧生物处理系统的高负荷运行，试验和 5)抗冲击负荷能力强。HCR为完全混合型反应器，再加上高浓度污泥和高回流量的共同作 用，进水流量和浓度的大幅度波动得以充分缓和，毒害性物质也得到稀释，从而有效提高了HCR 系统的抗冲击负荷能力； 6)固液分离效果好，反应器中污泥浓度高。HCR污泥浓度高达5～lOg／t．，高速剪切不断分 割污泥(微生物)颗粒，内部气孔减少，使其密度增加，更易沉淀； 7)污泥产率低。HCR污泥产率仅为传统好氧生物处理工艺的30％，污泥产率低可大大节省 污泥处理费用； 8)HCR运行管理非常简便。对HCR而言，只需要维护泵的正常运转，定期排放剩余污泥 就可以保障其正常工作； 9)工作性能不受气温变化的影响。HCR处