HCR一种高效好氧生物处理技术.docVIP

HCR一种高效好氧生物处理技术行政论文范文大全 HCR-一种高效好氧生物处理技术 摘要：hcr工艺具有所需空间少、占地省、设计集成合理、cod降解率高、空气氧利用率高且操作便利安全等优点。在纸浆和造纸工业废水处理的工程实例中，其最大的容积负荷达到70kgcod/(m3·d)，反应器单体最大容积为1200m3，日处理污水量近23000m3，cod的降解率达到80%，而剩余污泥的产率小于0.2kgss/kgcod。 关键词：污水 hcr工艺 好氧生物处理技术 好氧生物处理工艺历史悠久，自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经80 多年了。近20年来，改进曝气技术和好氧生物固定技术以提高污水处理的效果，是好氧生物处理领域的主要研究内容，hcr工艺就是这一特定时期的产物。 1　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。 由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