中小城镇污水处理新方法

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    概况：
     
    高效好氧生物流化反应器是在清华大学环境科学与工程系以钱易院士、施汉昌教授为首的一批科学家、研究人员在“95”科技攻关研究成果“内循环三相生物流化床”的基础上，进行改进和创新，逐步发展而成的最新产品。该技术是清华大学承担的国家“863”计划--“高效好氧生物流化反应器研制与应用”的研究成果。通过对反应器的结构进行优化，提高了技术集成度，申请了三项发明专利，该技术具有我国自主的知识产权。具有处理效率高、能耗低、占地面积小、操作维护简单等特点，可广泛地应用于各种有机工业废水处理、城市生活污水处理和污水回用。
     
    结构与原理：
   
        反应器分为三部分：下部是主体循环流化反应区，中间是气体分离区，上部为固液分离区。
       反应区由内筒和外筒两个同心圆柱组成，填充生物载体。
       外筒分为偶数格，在底部间隔设曝气装置，压缩空气进入外筒，水与载体的混合液密度减小，向上流动，至分离区顶部后再通过另外一半外筒和内筒向下流，由此形循环，同时带动生物载体形成流化状态。载体分离器进行生物载体的分离，气浮则进行泥水分离。
      反应器可以通过在内筒增设缺氧区和气提装置，并与化学强化除磷设备配合，可形成具有缺氧-好氧的脱氮、除磷处理功能   的流化床反应器，以满足不同水质的处理需要。
     
    高效好氧生物流化反应器改进和创新简要说明
     
    l      ◆反应器具备大型化的蜂窝断面结构；（专利名称：一种蜂窝断面生物流化复合反应器；专利号ZL 03136616.3）
    ◆增加以气浮为高效分离手段的固液分离区，降低出水悬浮物；并与缺氧一好氧反应器耦合为一体化设备，具有脱氮除磷功能；（专利名称：好氧一缺氧气浮分离生物流化复合反应器；专利号ZL 03136615.5）
    ◆采用新型轻质高强度生物填料；
   
             ◆设置迷宫式生物载体分离器，达到100%的载体分离率。（专利名称：用于生物流化床反应器的迷宫型生物载体分离器；专利号ZL 03123800.9）
      
    ◆在典型城镇污水进水水质条件下，反应器容积负荷可达7-13kgCOD/m3d，当进水COD为400-1000mg/l，COD去除率为80-90%；
    ◆占地为传统污水处理工艺的40-50%，并大大降低操作管理强度。
     
    高效好氧生物流化反应器的特点：
    高效好氧生物流化反应器在保持传统三相流化床所具有的反应器内混合性能好、传质速率快、生物量大、有机负荷高等优点的同时，解决了传统三相流化床所存在的问题，具有下列主要特点：
   
    l    ◆可控制生物膜厚度的过度增长：在传统三相生物流化床中，为了防止载体的流失，反应器内循环流速较低,流体的剪切力不能有效地控制生物膜过度增长。在新型反应器中，由于气、液、固在升流区和降流区之间的高速循环流动，流体造成的剪切作用可有效地控制生物膜厚度，避免过厚的生物膜引起内传质阻力增大，可使循环式流化床中生物膜保持较高的活性。
   
    l    ◆载体流失量小：由于反应器中的载体分离器可有效地截留生物载体，防止了载体的流失。
   
    l    ◆载体流化性能好：传统三相生物流化床为保证载体的充分流化，在不进行回流的情况下必须采用较大的高径比。而新型反应器只要升流管直径合适，就可实现良好的载体流化。同时，载体在升流区和降流区之间循环流动，所受到的摩擦、剪切力基本相同，不存在传统三相流化床中的载体分层现象，载体流化具有较好的均匀性，这对于生物膜的良好生长十分有利。
   
    l    ◆氧的转移效率高：传统三相生物流化床内气体全部从反应器顶部逸出，而在循环式流化床中，液体在升流管和降流管之间循环流动，循环液体将升流管中一些小气泡挟带进入降流管，使气-液接触时间延长，故充氧效率较高。
   
    l    ◆反应器由于取消了升流区和降流区之间的过渡管段，使结构更合理，因此具有流动阻力小、供气量小、运行费用低的优点，反应器起动流化方便，减小了操作运行的复杂性，并减小了所占空间及地面。
     
    高效好氧生物流化反应器与传统废水生物处理工艺的比较
     
     反应器体积小
     以较小的三相分离器和气浮代替了二沉池，固液分离时间短。
     二次污染轻且易于处理
      处理能力高，污泥产量小
     无污泥膨胀现象
     
     ◆ COD去除效果：
   
     当进水为典型生活污水时，出水COD浓度可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级（B）标准
   
     (60mg/L)或二级标准(100mg/L)；当进水的COD浓度在400-1000mg/l时，COD去除率为80-90%；
   
    Ø   ◆氨氮的去除效果
   
       采用具有缺氧--好氧脱氮功能的反应器，当进水为典型生活污水时，出水NH3-N浓度可达到《城镇污水处理厂污染物排放标
   
       准》（GB18918-2002）的一级（B）标准。
   
    Ø   ◆SS的去除效果
   
          反应器中气浮装置对SS有较高的去除效率，能够使反应器出水SS控制在20mg/L以下。
   
    Ø   ◆TP的去除效果
   
          反应器对TP的去除是微生物新陈代谢和排泥共同作用的结果。TP去除率的平均值为50％。
   
    Ø   ◆同步化学强化除磷
   
    •     在反应器内投加铁盐进行化学除磷后,出水的TP平均浓度为0.88mg/L，总去除率为85％；
   
    •     在反应器内投加Al盐进行化学除磷后,出水的TP平均浓度为0.84mg/L，总去除率为86％。
     
     
      单台处理量小于600m3/d或大于3000m3/d可以另行设计和制作。
     
    应用领域中小城镇的污水处理
     
    中小城镇日处理污水量一般在2万吨以下，由于规模较小，为污水处理的设备化提供了发展空间，在此规模上可以设计生产出各种设备化的污水处理装置。高效生物流化反应器以处理效率高、投资省、上马快,且管理方便等特点，尤其适用于中小城镇的污水处理。
     
    污水处理推荐工艺流程：
   
    污水回用
     
    ◆污水再生利用的途径主要有：灌溉、水产养殖、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水等。由于不同用途的回用水要求水质不同。如对于景观用水，要严格考虑污染物对水体景观的影响，因此在二级处理的基础上，必需考虑包括除磷、过滤、消毒等二级以上的处理。
   
    ◆采用高效生物流化反应器为主体处理设备，再辅以其他处理工艺，达到的出水水质可满足区域性市政用水、景观用水、生活杂用水和工业废水的处理与回用要求。
     
    污水回用参考工艺流程：
   
    根据国家相关的回用水水质标准和不同的污水水质，以BFBR型高效生物流化反应器为主体处理设备，确定了以下不同的工艺流程，供相关人员参考。
   
   
    工业废水处理
     
    在工业废水处理领域中，高效生物流化反应器也有广阔的应用前景，迄今为止，高效生物流化反应器已经在丙烯酸废水、石化废水、抗生素废水、油漆废水、制药废水、染料生产废水等各类工业废水中得到应用，并取得了良好的效果