LEVAPOR生物膜工艺处理纸浆厂工业废水案例

DeutecEnvironmentalTechnology德国Levapor公司中国总代理UniversityScienceParkofGuilinHigh-Tech-Zone,Room422Tel/Fax:[phone]GuimoRoadMobile:008613607736907Guilin,541004,VRCE-Mail:[e-mail]LEVAPOR生物膜工艺处理纸浆厂工业污水案例报告1.LEVAPOR1.LEVAPOR1.LEVAPOR1.LEVAPOR生物膜工艺介绍LEVAPORLEVAPORLEVAPORLEVAPOR悬浮填料是有微小孔隙的高分子材料，通过将有表面活性的物质如活性碳等粘结在材料上而形成一种改性物质。它的吸附面积达到20.00020.00020.00020.000m²/m³，从而使材料在使用过程中具有以下特点：•能迅速形成高活性的生物膜，微生物菌群能在其表面很快繁殖•能有效吸收和降解有毒物质•显著提高处理效率和反应池的稳定性•活性污泥的产量明显减少LevaporLevaporLevaporLevapor填料的物化指标孔隙度75%-90%润湿性时间很短吸水性最大到250%电荷正或负，依实际情况而定微生物繁殖60-90分钟内开始填料填充比12%-15%体积比完全流化状态下的需氧量4-7m3/m2222xh曝气装置微孔曝气头与其它填料相比Levapor填料还有一个显著的特点是吸附能力非常强，在处理难降解的工业污水方面起到很关键的作用。从下表可明显看出使用Levapor填料后一些难降解物质的吸附效果。化学物质浓度（mg/l）吸附能力2-氯苯胺20050分钟内吸附65-72%氯化苯8530分钟内吸附90%氯化苯酚13060分钟内吸附85-90%1，2-二氯丙烷10070分钟内吸附95%通过将微生物菌群固定在有吸附能力和孔隙的LEVAPOR®悬浮填料上，一些特殊生物菌群在反应池中的容纳和保护难题就迎刃而解，在悬浮填料上形成的高效生物膜能有效拮抗抑制剂并使生化降解稳定进行。其作用的有效性已通过大量基于好氧，缺氧或厌氧环境的工程实例得到证明。图1：横截面LEVAPOR®悬浮填料厌氧细菌在其填料内部繁殖因为LEVAPOR®悬浮填料的高吸附率和孔隙度，其对含难降解物质的污水的处理基于以下机理：�有毒抑制物质被吸附在悬浮填料表面，从而其对液相的抑制作用显著降低�微生物菌群能在生物膜上更快地繁殖生长，从而-在生物膜上的菌群对毒性物质的抵抗力显著增强-对吸附在悬浮填料上的污染物有极佳的降解效果-对污水的处理效果更佳-LEVAPOR®悬浮填料的生物再生能力强2.2.2.2.厌氧环境下使用LEVAPORLEVAPORLEVAPORLEVAPOR生物膜工艺对纸浆厂废水的处理在好氧环境中因为会产生一些有毒的中间体，因此用传统的活性污泥法在好氧环境下处理一些复杂的有机污水，结果差强人意。对纸浆厂的漂白废水，其中的有毒污染物如卤素有机物、含氯木质素及其分解产物如氯酚、氯乙烷、四氯乙烷、氯酮等以及用于漂白的碱性萃取物。如果在好氧条件下COD的去除率只有35-40%。相反如果在如果在厌氧反应罐中投加LEVAPOR®悬浮填料，COD的单位负荷为1700-3200mg/L*d，COD的去除率能达到70-80%。可吸附有机卤化物能在活性污泥中去除20%，在LEVAPOR生物膜中去除40%。剩余的COD能在后一阶段的好氧反应池中继续加以去除，去除率为50-55%。2.12.12.12.1实验室规模的厌氧反应器试验在实验中检验了LEVAPOR悬浮填料和其它材料以及普通活性污泥法去除COD以及有机卤化物的效果，结果见图2。试验参数如下：1)COD:6000-6500mg/L2)AOX:52-60mg/L3)COD单位负荷：1700-3200mg/L*d4)反应器：1.6L5)反应温度：35摄氏度图2：纸浆厂漂白污水在不同材料上的厌氧处理分析1.LEVAPOR，2.褐煤焦炭颗粒，3.聚氨酯泡沫体，4.悬浮污泥从图2可以观察到使用生物膜法降解COD的效果明显比使用活性污泥法好很多。此外使用LEVAPOR悬浮填料也比另外两种常用的材料去除COD有显著的区别。使用褐煤焦炭颗粒在15天以后达到最大吸附能力后去除效率明显下降。相对于没有改性过的聚氨酯泡沫体LEVAPOR悬浮填料具有很强的吸附能力，并且有带电负荷和亲水性，因此厌氧微生物能很快被吸附并迅速繁殖，1个小时就能在显微镜下观察到微生物膜。LEVAPOR悬浮填料的处理能力从一开始就比其它填料优越并能一直保持其处理能力。此外在实验中还研究了当COD单位负荷逐渐增加时LEVAPOR悬浮填料去除COD的效能。当COD单位负荷增加到6000-7000mg/L*d时LEVAPOR依旧能去除50-60%的COD。在该实验中还研究了使用LEVAPOR悬浮填料对卤素有机物的去除效果。卤素有机物不仅能够被吸附而且还能生物降解，可通过氯离子的形成而得到验证。2.22.22.22.2厌氧反应器中试试验此后在纸浆厂的现场运行了分别使用活性污泥法和LEVAPOR生物膜法的厌氧中试装置。使用活性污泥法的反应器体积为50m3,使用螺旋桨搅拌器。使用LEVAPOR生物膜法的厌氧器体积为50m3,搅拌通过氮气和厌氧反应所产生的甲烷气体。投加了5m3的LEVAPOR悬浮填料。两个反应器中均投放了从市政污水处理厂运送的污泥，经过5个月的接种驯化后通入纸浆厂的废水。在此后的8个月两个试验装置最初是同时运行，然后使用活性污泥法的反应罐作为LEVAPOR生物膜法厌氧反应器的前置水解酸化池继续运行。从图3中可清楚地看到无论是COD的去除效率还是运行的稳定性LEVAPOR生物膜厌氧反应器相对于活性污泥法有很大的优势，采用两段厌氧处理效果尤其明显。图3:纸浆厂废水厌氧反应器中使用活性污泥法和LEVAPOR生物膜法去除COD效果分析2.32.32.32.3LEVAPORLEVAPORLEVAPORLEVAPOR生物膜厌氧反应器在纸浆厂的大规模运用以中试为基础设计了整个工厂的废水处理装置，该系统于1990年投入运行。使用LEVAPOR生物膜工艺，通过厌氧-好氧-多联级生化处理能非常有效处理纸浆厂产生的废水。由于生物膜上的微生物菌群的高浓度，厌氧池的体积和其它工艺相比能减少75%，光此项就能为工厂节省1000万欧元的费用。设计参数如下：缓冲池及水解酸化池：10000m3厌氧反应罐：3X6000m3CODCODCODCODeffl.effl.effl.effl.1.5001.5001.5001.500susp.cellssusp.cellssusp.cellssusp.cellsimmob.cellsimmob.cellsimmob.cellsimmob.cells1st.1st.1st.1st.immob.cellsimmob.cellsimmob.cellsimmob.cells2st.2st.2st.2st.1.0001.0001.0001.00050050050050000,652,353,5700,652,353,5700,652,353,5700,652,353,57gCODgCODgCODgCODLxdLxdLxdLxd好氧反应器：水深10米，采用池底曝气下图为整个处理装置的流程图。图4：采用厌氧-好氧-多联级生化工艺处理纸浆厂废水为了定量说明LEVAPOR生物膜工艺的贡献率在启动阶段三个甲烷反应器中只有两个反应器中投放了LEVAPOR®悬浮填料。装有活性污泥的反应器的运行效率明显比LEVAPOR生物膜反应器低，在经过第一次毒性冲击后活性污泥呈不可逆的抑制状态。5个月后该反应器也改成了生物膜反应器，结果见图5。启动6个月后系统已能稳定运行。COD去除率稳定保持在80-85%，其单位负荷为2.5-3kgCOD/m³xd，平均每天生产沼气10000-13000m3,厌氧反应器每天只产生1吨的剩余污泥，如果只采用好氧工艺每天将产生25-30吨的剩余污泥。00000,50,50,50,511111,51,51,51,522222,52,52,52,533333,53,53,53,51111333355557777999911111111131313131515151517171717191919192121212123232323252525252727272729292929313131313333333335353535373737373939393941414141susp.biomasssusp.biomasssusp.biomasssusp.biomassMay90May90May90May90June90June90June90June90immob.biomassimmob.biomassimmob.biomassimmob.biomasskgCOD/m³xdaykgCOD/m³xdaykgCOD/m³xdaykgCOD/m³xday图5：全规模启动厌氧工艺反应器处理纸浆厂有毒废水图6：纸浆厂及污水处理设施全貌