HCR工艺应用实例及其效果和分析
已有HCR工程处理的废水类型有:奶品加工废水、酵母生产工艺废水、造纸厂废水、化工废水、印刷业废水、屠宰废水、填埋场渗滤液及城市污水等。其中,尤以造纸废水的处理工程最多,已分别在德国、挪威、中国、法国、加拿大等地建成投入运行(表1)。
表1 HCR典型工程实例运行参数
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实例1 拉维克市雀斯科夫锐兹公司(TreschowFritze, Larvik)的半化学纸浆废液,其COD浓度高达20000mg/L,采用HCR工艺处理,其容积负荷达80 kg COD/(m3·d) ,COD的降解率达〖CM(22〗到了70%。废水中含有过氧化漂白污水,但它对于水处理的效果没有任何不良影响,其剩余污泥的产率约为0.2kg SS/kg COD。
实例2 在威尼斯拉市的汉斯霍司公司(Hunsfos,Vennesla),亚硫酸盐化学纸浆浓缩液(来自化学再生系统)COD的变化范围为5 000~10000 mg/L,污水中同时含有糖醛,因而对附近纳污区的鱼类构成危害。用HCR工艺处理,容积负荷平均达60 kg COD/(m3·d) ,COD的降解率为80%,糖醛的去除率达100%,剩余污泥的产率仅为0.15 kg SS/kg COD。
表2列出了某地城市污水采用两种方法处理的主要效果参数。可以看出HCR工艺相对于传统的活性污泥法工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、二沉池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面,都具有明显的优势。
表2 HCR工艺处理某城市污水效果对比
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HCR工艺在中国的应用前景分析
根据HCR所具有的特点,我们认为该工艺在中国有以下几方面的应用前景:
(1)普通工业废水的处理。中国工业企业的废水种类很多,变化也很复杂。特别是一些中小型企业,因其废水量不大,或因污染物浓度不太高,而且废水中又不含明显的有毒物(即普通工业废水),故一直未进行达标处理。根据当前的环境保护要求,这类废水也是非治不可的。然而,原来厂区规划又大都没有考虑废水处理的场所。鉴于这些废水的特点及处理场所不足等矛盾,选择占地少、适应性强的HCR工艺,有望解决这类废水的处理。
(2)特殊工业废水的处理。有一些工业废水含有某些毒性物质或可能致毒的组份(称特殊工业废水),往往无法采用常规好氧或厌氧工艺进行处理。如防腐产品工业和农药产品工业等产生的废水中,多含有难降解的有机物,且对微生物具有致死的毒性。过去多采用焚烧方法或固化填埋方法进行处理,但是成本很高,并可能产生二次污染。
HCR工艺采用快速高效的氧传递转输方式,溶解氧多保持在5mg/L左右,反应器中的微生物群落能快速适应污染物种类和浓度的变化,这对于特殊工业废水的处理十分有利。前面谈到的甲醛废水、苯酚废水、苯甲醛废水等,采用HCR工艺处理都获得了很好的效果,且运行状况良好,就是较好的实例。
(3)城市中水工程中应用。城市中水工程所处理的原水具有水量少,变化幅度大,且COD浓度不太高等特点;中水工程对出水的水质要求也不太高(主要用作冲洗水或绿地用水)。要满足这些条件,HCR工艺是最好的方法之一。首先,它可以根据不同水量水质的变化来灵活地设计工艺系统;其次,因HCR工艺采用封闭式结构,系统产生的废气用管道收集外排,这种设计有利于城市小区的环境保护,工程附近的居民可以免遭恶臭之苦;再者,HCR系统充分利用了地上和地下空间,设计别致,造型美观,容易和小区的景观融合在一起。
几点认识
(1)HCR工艺采用高效的空气氧传递转输方法,合理利用了射流曝气技术,应用了压头和快速强制溶氧的原理,并利用紊流剪切扩散和均匀分布的作用,使空气氧的传递转输率高达50 %,是一种高效的好氧生物处理技术。
(2)已经运行的HCR工程系统表明,该工艺适应范围广,负荷率高,COD去除率高,运行效果好。其占地面积少,综合经济效益好,具有推广应用的价值。
(3)中国工业污水的种类复杂多样,城市中水工程正有待开发,HCR工艺在中国大有发展前景。必须提醒注意的是,应该以技术引进为主,尽量采用国产的设备和附件,使之更加符合本国的国情,以获得最佳的环境效益和经济效益。
(4)HCR工艺存在的问题:一是能耗,当污水 COD去除率在80%及其以下时,所需能耗低且效益好;如果COD的去除率要求过高,其能耗就直线升高。因此,在实际工作中也不能盲目地选用HCR工艺。第二个问题是泡沫,HCR在处理某些废水时,也和常规好氧工艺一样会产生泡沫,设计时必须考虑这一因素。
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