低污泥生成量生物膜活性污泥系统的升级改造_徐千

前沿.热点Front.Focus.0.WorldPulpandPaperVol.8,No.3节能减排EconomizeonEnergy低污泥生成量生物膜活性污泥系统的升级改造LowSludgeYieldBiofilmActivatedSludge(BAS)Upgrade-QuesnelRiverPulp徐千（XuQian）许英（XuYing）编译摘要：2005年3月，QuesnelRiverPulp(QRP)在加拿大某漂白化学热磨机械浆（BCTMP）厂开始运行一种低污泥生成量生物膜活性污泥（BAS）处理系统，为了提高生产率和纸浆的产量，QRP改进了厌氧/活性污泥处理（AST）系统。新系统处理SCOD能力从100t/d提高到140t/d，甚至达到170t/d，且该系统还具有以下优点：①在标准测试条件下能满足所有的限制要求，排出的废水对鲑鱼无毒害作用；②SCOD的去除率达80%～85%；③运行稳定可靠；④污泥生成量0.12～0.17kgTSS/kgSCOD（过去的为0.23kgTSS/kgSCOD）；⑤尽管对能量的需求增加了30%，但每吨浆废水处理总成本减少大约25%。生物膜活性污泥（biofilmactivedsludge,BAS）处理系统具有处理能力高、污泥生成量低、可靠性好和效率高等特点,尤其适用于有机物负荷范围较宽的高浓废水。QRP的厌氧/活性污泥处理（AST）系统于1988—2005年间投入运行（见图1）。该系统包括预澄清器，1个6000m3的预酸化槽，2台平行操作的3000m3的厌氧反应器，1台53000m3的AST。在排污前，用直径为25.5m气浮式澄清器除去其中的固体物质。该系统面临的问题是：反应槽内生物自净能力较差和二次沉降不稳定，对过氧化物和硫的耐受性差，以及对当前和未来产品分级能力不强、处理速度不够等。最初考虑2个改造方案：①增加AST容量（如图2所示）；②提高BAS的生产能力（如图3所示）。技术人员首先查看了流动床生物膜反应器（MBBR）和BAS操作，接着又在中试车间进行了6个月的试验，最后决定安装一个全套的BAS处理系统。中试试验结果表明，可以改建成一个处理SCOD能力为140t/d的全套系统。污泥容积指数（SVI）的测量结果说明，污泥质量很好，污泥产量减少了25%～40%。2005年3月15日，工厂开始启动BAS系统。在系统升级改造过渡时期（2005年1月1日到3月15日），QRP运行的是没有经过厌氧预处理的活性污泥（AS）系统，这就为全面比较传统的AST和厌氧／AST构造及BAS系统提供了基准数据。悬浮式澄清器厌氧系统重力澄清器AST旋转式澄清器图1AST处理系统悬浮式澄清器新的AST现有的AST新的重力澄清器图2计划改造的AST系统悬浮式澄清器ASTMBBR槽二次浮选式澄清器RAS图3生物膜活性污泥系统前沿.热点Front.Focus.51.国际造纸2009年第28卷第3期节能减排EconomizeonEnergy1BAS处理工艺BAS的处理工艺由MBBR预处理和传统的AST组成。MBBR是一种以塑料介质为悬浮载体的反应器（见图4）。在MBBR中，废水中的微生物（附着在塑料载体表面以生物膜的形式生长）分解成有机物，去除COD、BOD和毒性。过量的生物质从介质上脱落下来，用部分处理过的废水冲洗到AST中。反应器的底部，用鼓风机通过一道泡沫曝气网栅提供氧气（见图5）。在空气的作用下，反应器中的物质相互混合，并保持载体处于悬浮状态。两级流动床生物膜工艺中第一个阶段的固化成膜和分散的细菌容易除去生物降解产生的有机物，阻碍了AST中丝状菌的生长，形成一个完整的絮凝结构。MBBR生物池中的限制性营养盐促使细菌渗出多糖黏液，为AST中的生物提供能量。1.1BAS系统的安装建造了2个3000m3带有1个曝气网栅装置的槽，安装了3台600kW的鼓风机，1#槽含有800m3生物填料，2#槽含有1200m3的生物填料，此外还需要在第一台MBBR前后安装2个冷却槽。该工艺利用现有桶槽的容量建立起喷淋冷却器，安装的总费用为95万加元。在平均流速为11500L/min下，通过该系统的SCOD为140t/d。如果增加MBBR中的生物填料以及提高AST的曝气能力，SCOD的处理能力可提高到170t/d。1.2BAS系统的启动为了启动BAS系统，工厂2个MBBR槽中注入一部分进水。在空气的作用下，RAS由AST通过MBBR槽，RAS对系统起活化作用。MBBR生物池中的溶解氧指数>3mg/L，营养盐以液体肥料（22.6%氮,4.5%磷）的形式添加到第一个MBBR生物池中，添加比例为m(SCOD):m(N):m(P)=300:3.0:0.6。2个生物池接收RAS的分流和进水。对进水来说，引入RAS有助于限制残留过氧化氢对微生物生长的