高浓度有机废水高效处理技术装备的新进展_王凯军

高浓度有机废水高效处理技术装备的新进展北京市环境保护科学研究院王凯军月Jl舀通过近二十多年来科技工作者的努力,我国在水污染防治方面已研究和开发了不少新工艺、新材料和新设备。目前我国在水污染治理技术上,已能提供下列技术的工艺参数:活性污泥法技术(包括传统曝气、延时曝气、纯氧曝气、射流曝气、SBR和AB等等工艺);生物膜法技术(生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、流化床、曝气生物滤池工艺等等);厌氧技术(UABS、厌氧生物滤池、厌氧流化床等等工艺);除磷脱氮技术(A一O法、AZ一O法);水解一好氧技术等等。事实上。对污水处理工艺中所涉及的单元进行深入研究。以每一个单元设备为基础,构成污水处理的技术单元库。这样可实现不同工艺现有设备的不同的最优组合形式。因为,各种处理工艺的组成都是以一些单元技术为基础组合而成的,技术单元是以反应器为基础的。而反应器是微生物栖息的场所,应能为微生物创造适宜的条件,使微生物的生长状况最佳,其使作用得到最大的发挥。一个合理的水处理工艺的成功最后是要落实到反应器的造型和设计上。本文选择了一些近年来在我国发展迅速的(BFA、SBR工艺)、具有发展潜力(水解-好氧、三相内循环流化床)的技术,以及涉及到工业废水技术发展方向性问题(高效厌氧uASB技术)新工艺进行介绍。2厌氧UASB反应器2.1UASB反应器的原理升流式厌氧污泥床(UAS)B反应器是由Leitrnga在70年代开发。uAsB反应器包括以下几个部分:配水系统、反应器的池体和三相分离器。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统。在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器,这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。2.ZUASB反应器新型结构和材料的开发国外发达国家的工业废水处理工程大多已采用新设备、新材料和新工艺来设计和建造,如德国利浦(iLp)P公司的双折边咬口技术和F~ict公司的拼装制罐技术。这些技术应用金属塑性加工中的加工硬化原理和薄壳结构原理,通过专用技术和设备将2~一4~镀锌或镀搪瓷钢板建造成体积为orom3一200时的反应器。具有施工周期短、造价较低、质量高等优点,其施工周期比同样规模的混凝土罐缩短60%,比普通钢板罐节省材料达50%以上,而且耐腐蚀,不需保养维修,使用寿命要达20年以上。a)拼装制罐技术拼装技术采用高新技术制成的罐体材料,以快速低耗的现场拼装方式最终成型,使污水处理设备达到技术先进、性能优良、耐腐性好、维修便利、外表美观的效果。根据不同反应器采用软性搪瓷或其他防腐形式预制钢板。预制的钢板采用以栓接方式拼装,栓接处加特制密封材料防漏,此种预制钢板形成的保护层不仅能阻止罐体腐蚀,而且具有抗酸碱的功能。b)Lipp技术iLpp罐制作时在成型机上薄钢板上部被折成h形而下部被折成n形,在咬合机上薄钢板上部与上一层薄钢板的下部被咬合在一起的成型过程和截面形状。废水处理中被处理废水具有腐蚀性(如酸碱废水)的废水,或处理工艺过程中产生腐蚀性(如厌氧处理)的情况,通过复合机械,将镀锌卷板与0.3~厚度的不锈钢薄膜复合在一起。iLpp制罐技术是一种具有世界先进水平的制罐工艺与技术,但是需要特殊机械。80年代国内粮食系统引进多套加工机械,并且在粮仓上有大量的应用。目前也逐步应用于污水处理。c)拼装预制和iLpp制罐技术的局限性从理论上讲,罐的壁厚可比2111111小。但是,考虑到结构稳定性等因素,一般不小于Zrn们以。对于直径大、高度高的罐体,理论上可选用更厚的钢板制作。但由于国内搪瓷钢板的规格和iLpp制罐机械在机械压紧强度,咬口紧密度等方面的限制,罐体的选用材料壁厚一般最大为4~。所以,这两种技术国内制作的最大罐体直径在3Om一40m。对于特殊的超大超高的罐体,可选用高强度材料。由于价格成本和池形的限制,拼装预制和iL即一50-制罐不适用对于容积小和直径小于sm的反应器。从结构上考虑拼装和Lip技术不适用于地下池和方形结构池。3.3三相分离器的设备化在UASB反应器中,三相分离器是最有特点和最重要的装置。该装置安装在反应器的顶部,并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。它同时具有两个功能:(l)能收集从分离器下的反应室产生的沼气;(2)使得在分离器之上的悬浮物沉淀下来。生产性装置需要考虑三相分离器的型式和水力学的一些问题以及工程放大和安装等问题。三相分离器的设计原理比较简单,只要遵循基本原理,就可设计合理实用的三相分离器。笔者承担了“九五”攻关UASB反应器设备化项目。采用设备化的三相分离器除了高效的气固液分离外,其使得UASB反应器的设计得到了最大程度的简化,并使UASB的设计标准化、规范化和简单化。图1是不同单位在“九五”攻关期间的三相分离器实用新型专利。圆形UASB池的三相分离器的模块,仍采用矩形三