制浆造纸废水处理中常见厌氧反应器_陈芳

作者简介:陈芳女士,工程师;主要从事造纸厂给排水设计工作。收稿日期:2006-04-14(修改稿)·厌氧反应器·制浆造纸废水处理中常见厌氧反应器陈芳(中国中轻国际工程有限公司,北京,100026)摘要:介绍并比较了工程中常见的几种厌氧反应器的工艺特点及其参数选择,并指出了实际运行中需要注意的问题。关键词:制浆造纸;废水处理;厌氧反应器中图分类号:X793文献标识码:B文章编号:0254-508X(2006)08-0027-031几种厌氧反应器简介1.1上流式厌氧污泥床上流式厌氧污泥床(UASB)结构简图见图1。如图1所示,从底部布水系统进水,向上流经污泥床后经三相分离器进行泥水气分离后流出。其容积负荷及上升流速均较小,污泥为絮状污泥。UASB的抗SS和抗水力负荷冲击的能力比较弱,因此,只是用在早期的制浆造纸污水处理项目上,目前原型UASB已很少采用。图1UASB结构简图1.2复合型厌氧反应器(UBF)以ADI公司的Hybrid反应器为例,对UBF作一介绍。该反应器下层为上流式污泥床UASB,约占反应器总体积的40%,上层为固定膜UFF,占60%的空间(见图2)。Hybrid反应器以絮状污泥或颗粒污泥启动运行均可。80%的CODCr在下层的UASB被去除,有20%在上部的UFF被去除。UFF填料为UPVC材质,由无数组1m×0.5m×0.5m的填料模块叠成60°的折流上升通道,为微生物提供了具有极大表面积的附着生长的载体,既是一个内部深度处理系统,又是一个高效气、液、固三相分离器,同时也相当于一个大型的斜板澄清装置(薄片型),能够最大限度地把污泥截留在反应器内部。图2Hybrid结构简图Hybrid的出水部分回流,经循环泵提升后与进水混合,用以缓冲进水污染负荷变化以及缓冲碱度。进水分配系统将废水分布到整个反应器底部,同时配有清洗管线,这些管线与池底进水管线末端相连并贯穿填料层及反应器盖子,通过它可用高压水清洗去除布水系统中的阻塞物。为防止进水SS过高造成UFF填料堵塞,在处理制浆造纸废水时,废水经过斜筛初步除去SS后,在Hybrid的进水管上还要增设过滤器以进一步去除水中的SS。Hybrid顶部为浮动膜盖设计,膜盖下压力略低于大气压。沼气通过浮动膜盖下的通道聚集到Hybrid·27·技术报告《中国造纸》2006年第25卷第8期膜盖的周边。沼气风机将沼气抽出并送去燃烧或供厂内锅炉利用,也可以用来发电。同时配有沼气反冲风机,作用是把填料上的过多污泥冲洗下来以防止填料堵塞。1.3膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)。EGSB是在UASB的基础上增加一级外循环,使UASB出水回流与进水混合。同Hybrid一样,出水回流可以缓冲碱度,缓冲进水污染负荷变化,这样进入反应器的水力负荷将不受污水处理厂原水水量变化的影响而维持恒定。下面以BIOTHANE公司的Biobed®EGSB(见图3)为例,对EGSB作一介绍。图3EGSB结构简图如图3所示,混合废水通过1个特殊设计的进水分配系统泵入反应器的底部,向上流经厌氧污泥床后经三相分离器分离后出水。由于Biobed®EGSB是封闭的,反应器顶部没有与大气直接接触,因此,反应器没有(氧)腐蚀,且不会散发气味、产生噪音。三相分离器仅需要定期用高压水冲洗,对于反应器顶部的表面则无需清洗(因没有硫磺形成)。此外,EGSB在其顶部水面以上有1m的空间可作沼气贮存用,系统带压,这样产生的沼气将无需压缩机和沼气缓冲罐即能传送较远的距离。实际使用中,EGSB多为方形钢筋混凝土池体(可以共壁),上部三相分离器为长方形模块化设计,且通过对三相分离器出水负荷的计算可知,三相分离器并不一定充满整个截面,这与其他厌氧反应器不同。1.4内循环反应器(IC)IC从结构上看是2个UASB叠加而成。下面以PAQUES公司的BIOPAQIC(见图4)为例,对其作一介绍。如图4所示,进水经过布水器输入反应器,与下降管循环来的污泥和水充分混合后,进入第一反应室,即流化床反应室。大部分COD在此被降解生成沼气,由一级三相分离器收集并分离,气提。气提的同时,带动污泥和水,一起经过上升管到达位于顶部的三相分离器,沼气和泥水在此分离,沼气离开反应器,而泥水经过同心的下降管滑落至反应器底部形成“内循环”。第一级反应区的出水进入反应器上部进行深度处理。BIOPAQIC集布水系统、流化床反应室、内循环系统及深度处理区4个工艺过程为一体。图4BIOPAQIC结构简图IC的工艺特点主要有:(1)有效防止污泥流失。虽然IC的上升流速在制浆造纸废水处理中高达8m/h,但是其两级三相分离器的设置,从根本上解决了污泥流失问题。并且,由于大部分COD是在流化床反应室被去除,深度处理区的产气量很小,不足以产生很大的扰动。且内循环流动不经过深度处理区,可以将污泥很好地保留在