脉冲-循环流化床工艺及在印染废水处理中的应用.doc

脉冲循环流化床工艺及在印染废水处理中的应用谢海松摘要本文介绍了污水处理新工艺脉冲循环流化床污水处理工艺的基本介绍以及在印染废水处理中的设计和运行情况通过近一年多的运行此工艺对印染废水处理效果显著具有较高的推广价值关键词脉冲循环流化床高效生物亲和性填料生化处理印染废水流化床反应器是利用流态化的概念进行传质或传热操作的一类反应器与传统的固定床反应器不同床体固体微粒始终悬浮于液气体中并剧烈运动从而大大强化了物质的扩散过程提高了反应速度对于催化寿命较短或频繁再生的场合更具有优越性可使单位质量的催化剂可处理的气体反应物量提高倍这使得流态化得以在工业上广泛应用世纪年代美国开始研究将生物流化床技术应用于污水处理中而国内对流化床的研究和应用始于年代末期初期的研究侧重于探索操作方式载体特性充氧方式生物膜控制和更新等以求明了净化规律和解决实际问题并在此基础上推荐了设计参数进入年代国内已建成不少各种中小型类型的流化床装置并在部分工业废水和生活污水中投入使用因在布水生物载体等方面的限制而至使流态化效果不明显一直没能找到工业化大面积推广的工艺真正的发挥生物流化床在污水净化领域的巨大优势脉冲循环流化床工艺成功的解决了生物载体及布水等方面的难题为生物流化床技术在环境生物净化污水领域中开拓了一条大规模工业化应用的道路脉冲循环流化床工艺原理脉冲循环流化床工艺是利用流化床工艺的原理在各反应池内投加高效生物亲和性填料通过废水以一定流速自上而下的流动使填料上菌群以及悬浮的菌群与废水实现流态化废水中的有机污染物通过与菌群的接触而实现去除目的本工艺主要分为两个部分一为脉冲流化床二为好氧循环流化床脉冲流化床单元实际是应用厌氧反应的水解酸化反应原理在脉冲流化床反应单元内投加体积比的高效生物亲和性填料利用脉冲布水器的脉冲布水作用填料在反应器内达到悬浮沉淀的流化状态在脉冲流化床内将厌氧过程控制在水解和酸化阶段可以在短时间内和相对高的负荷下获得较高的悬浮物去除率并大大改善和提高废水的可生化性和溶解性循环流化床单元实际是应用好氧微生物氧化反应原理高效生物亲和性填料投加到循环流化床内在水力气流的冲击与搅拌下达到良好的流态化循环流化床出水端通过水下推动器将填料回流至循环流化床进水端完成整个循环流化过程好氧循环流化床是以多孔状填料作为生物载体通过充氧曝气的搅动作用使载体处于流动状态通过载体表面和内部不断生长的生物膜吸附氧化并分解废水中的有机物脉冲循环流化床工艺几个关键措施脉冲循环流化床工艺中有几个关键措施决定了工艺的运行效果是该工艺的关键特点措施有高效生物亲和性填料脉冲流化床布水方式方便高效曝气装置高效亲和填料脉冲循环流化床使用的高效生物亲和性填料是脉冲循环流化床工艺的关键之一它是由聚氨脂和一定比例的多种稀有金属配比加工而成填料的孔隙率为密度介于之间填料具有良好的弹性在水力气流的搅拌冲击下填料自身形状会发生微小变化此形状变化保证了填料内部外部之间形成良好物质交换条件这个过程又称之为高效生物亲和性填料的自呼吸作用填料中含有的多种稀有金属促进了微生物的生化反应实验性中试和工程实际应用中确定高效生物亲和性填料的外形尺寸为使用效果最佳生化反应单元内填料填充率可根据水质情况确定投加量脉冲流化床布水方式脉冲流化床水解酸化段既有生物降解作用又具有水解酸化作用理想的生物降解效果主要取决于其生物污泥浓度和布水效果必须保证水解酸化池内具有一定的生物污泥量同时要使得池内的泥水充分混合并使高效生物亲和性填料处于流化状态自动高效脉冲布水器是根据脉冲流化床对水流状态的要求及目前各种布水器的特点而研究开发出来的是一种更为理想的高效节能操作可靠的布水系统自动高效脉冲布水器是利用虹吸管中快速流动的水流将主管道中的空气带走使主管道内形成一定的真空度在管道内外大气压的作用下容器中的水进入主管道后排入池中由于水流速度很快势能转化为动能污水自下而上的通过填料及悬浮微生物搅起池底的污泥厌氧菌与污水中的有机物得到充分的接触反应实现污水和微生物的流态化达到脉冲的效果整个脉冲周期控制在左右方便高效曝气装置可变微孔上浮式曝气装置是根据水中氧气的转移原理及目前各种充氧曝气装置的特点而研究开发出来的它是一种更为理想的溶氧效率高检修方便操作可靠的曝气装置曝气采用高效的管式可变微孔曝气管一组曝气管通过曝气支管与主曝气管相连在一组廊道上的另一端设置支撑管检修时只需将要将曝气支管和支撑管提起将需检修的曝气器组从水中提上来即可进行检修更换无需排掉池中的污水实现不停产检修同时使生物亲和性填料形成上下流动脉冲循环流化床工艺优点流化床内投加高效生物亲和性填料增加了生化系统内的生物量提高了生化处理系统的去除率增加了系统运行稳定性脉冲循环流化床内的高效生物亲和性填料有效的减少了活性污泥膨胀现象循环流化床单元内悬浮的部分填料解决了以往氧化池表面漂浮大量泡沫的现象该工艺中高效生物亲和性填料的使用对设计施工无特殊要求填料的投加补充更新操作简单高效生物亲和性填料比传统的组合式或其它形式填料成本低使用方便对于一些要求投入成本低的处理工程及旧处理工程的改造有着明显的优势脉冲循环流化床工艺在印染废水处理中的应用佛山市顺德明洋纺织印染有限公司是一家综合型的印染企业主要有针织布染色棉布和梭织布印染以及浆纱所用染料主要有活性染料分散染料还原染料和硫化染料等同时使用硫化钠保险粉尿素渗透剂和醋酸等多种印染助剂其水质特点是碱度高硫化物高色度高成分复杂水质水量变化大废水处理站日处理印染废水万吨废水处理采用了脉冲循环流化床专利技术工程于年月动工建设年月投入运行出水各项指标均明显优于广东省地方排放标准水污染物排放限值的第二时段级排放标准进水水质及排放标准表进水水质及排放标准项目色度稀释倍数进水水质倍倍工艺流程工艺流程如图图工艺流程车间废水通过值调节及混凝反应去除大部分硫化物和部分难降解及高色度物质然后在初沉池进行泥水分离污水进入调节池调节池配有板式换热器控制进水温度不超过生化要求污水经过投加了高效生物亲和性填料的脉冲流化床和循环流化床污染物大部分被去除最后通过二沉池的泥水分离处理出水经消毒后达标排放主要构筑物及工艺参数主要构筑物及工艺参数见表表主要构筑物及工艺参数项目外形尺寸工艺参数主要设备预处理系统筛网过滤水力负荷目筛网混凝反应沉淀池表面负荷行车式泵吸刮泥机台调节池水力停留时间板式换热器台脉冲流化床两座停留时间脉冲布水器组循环流化床两座停留时间罗茨鼓风机台用备单台供气量气压功率二沉池一座表面负荷周边传动全桥式刮吸泥机台消毒池运行效果及成本该工程施工安装完毕进水调试运行时生化处理单元投加相类似工业污水处理站的生化污泥菌种经驯化培养十几天后循环流化床活性污泥浓度达到左右脉冲流化床循环流化床开始投加高效生物亲和性填料投加比例为初始时大部分填料浮在反应池表面天后填料开始挂膜天左右循环流化床填料上的微生物量繁殖迅速生物膜较厚填料大部分处于悬浮状态半个月后脉冲流化床内高效生物亲和性填料也达到良好的流化状态一个半月左右时间整个系统达到设计处理水量该工程整个调试期间处理出水均达标排放表直接运行成本项目总投资万元总占地面积平方米总装机容量含照明实际运行功率电费元废水药剂费元废水工资福利费元废水维护费元废水实际运行费用元废水注本运行费用为直接运行费用不含设备折旧维修以及财务费用结论该项目已经连续运行年多通过连续对出水水质化验的结果显示该系统运行情况良好废水的各项指标均已达到设计要求合格率达高效生物亲和性填料损坏率很低挂膜情况良好该工艺耐冲击负荷高在脱色防止污泥膨胀防止泡漠产生等具有极佳的表现脉冲流化床内的填料挂膜速度比循环流化床要慢很多是一个需要解决的问题良好的循环流化床出水分离系统是循环流化床的关键设施经过多次创新更改后目前已取得最佳效果解决了一大难题废水预处理系统处理效果的好坏直接影响后续生化系统因此预处理至关重要投加硫酸亚铁使调节的费用大大降低在调试的过程中投加营养料是必须的随着系统运行稳定后所投加的营养料可酌情减少但不可不加脉冲循环流化床工艺经过工程实践表明是一个值得推广的工艺该工艺处理印染废水完全能够达到排放标准