高濃度高氨氮難降解工業廢水處理技術
1 概述
工業廢水來源廣、種類多，隨著工業生產技術的提高，工業廢水中的成分也變得多種多樣。其中的高需氧污染物、有毒污染物使工業廢水的特點集中體現為三個方面：高濃度，高氨氮，難降解。
高濃度是指廢水中含有的有機物較多，其表徵為COD值較高，往往過萬。對於此類廢水單純依靠好氧生物處理是無法實現達標排放的。高氨氮是指水中含有NH4+較高，其對厭氧產甲烷過程有十分強烈的抑制作用。難降解是指廢水中可直接被微生物利用的成分較少，B/C值較低，不適宜採用生化法處理，往往需要進行預處理來提高其生化性。水處理工作者經過多年研究，對於處理以上單一方面特點的工業廢水，已有較成熟的工藝。但隨著工業生產的產量化及產品的多樣化，現在的工業廢水往往同時具有以上三種特點，原有成熟的處理工藝已遠遠不能滿足此類廢水達標排放的要求。與此同時，公眾的環保意識不斷增強，國家對於環境問題日益重視，法律法規也愈加嚴格，此類廢水的存在足以羈絆一個企業的發展與壯大，成為每個面臨此類問題企業的發展瓶頸。我公司針對此類工業廢水的水質特點，主體依託於生物處理方法，採用最新研發的污水處理技術，設計高效厭氧反應器(HAF)+流離生物反應器(FSBBR)+
強化型膜生物反應器(MEBR)，對不同行業的高濃度，高氮氮難降解工業廢水進行多次現場實驗，均取得了成功，相關的治污技術在實踐中得到了驗證。該技術適用於製藥廠污水、化工廠污水、醫院污水、屠宰廠污水、造紙廠污水、印染廠污水、皮革廠污水等，同時可根據不同行業的廢水特點及水質條件進行優化組合，以達到最佳處理效果。其與傳統處理工藝相比技術科技含量高、投入產出比高、建設時間短、見效快、佔地面積少、實際運行效果顯著。
2 優勢技術簡介
2.1 HAF（Hybrid Anaerobic Filter）高效厭氧反應器
高效厭氧生物濾池是一個內部填充有供微生物附著的填料的厭氧反應器。填料浸沒在水中，微生物附著在填料上。廢水從下部進入反應器，通過固定填料床，在厭氧微生物的作用下，廢水中的有機物被厭氧分解。厭氧生物濾池具有較大的抗衝擊負荷能力，一般以為在相同的溫度條件下，厭氧生物濾池的負荷可高出厭氧接觸等其他工藝2-3倍，同時會有較高的COD去除率。HAF高效厭氧反應器具有如下特點：
① COD去除率達80％以上；
② 快速啟動，2周后COD去除率可達到60％以上，且無需接種厭氧污泥；
③ 常溫下運行，抗衝擊負荷能力強；
④ 不用調整PH值，節省藥劑費；
⑤ 可間歇運行；
⑥ 抗堵塞能力強；
⑦ 無需專人管理。
2.2 FSBBR（Flow Separate Bed Bio-react）流離生物反應器
FSBBR是一種生物膜法反應器，在反應器內加入新型的生物填料，生物膜覆蓋在填料表面，有機物在生物膜內擴散的同時被微生物所降解。填料在FSBBR池運行的過程中是以厭氧、兼氧、好氧的多變環境。
2.2.1 技術概述：
“流離”現象，是一種自然現象，流體在流動中總存在著不同的流速快和流速慢的場所，固體物和有機物膠體在流體的流動中，總是由流速快的一側向流速慢的一側集中聚集，這種現象稱之為“流離”。“流離”是產生於近年的一種有機廢水處理的新技術，這種凈化技術在無壓力、只需水體稍微流動，污水中的漂浮物逐漸集中在流速慢的地方產生流離現象。經過無數次流離作用，使污水中的固形物和有機物膠體與水分離,最終水在流離生化池中停留幾小時，而雜質停留幾日或幾周，被附著的生物菌生化分解，變成H2O、CO2、N2，只要初沉池把不溶解無機質去除后，就無污泥產生，達到多種水處理效果，同時構成了流離生化技術。
2.2.2 流離生化技術的性能：
填料與水平面所成的角度越小，再分配水流能力越強微生物和有機物之間接觸也越充分，溶解性CODcr和BOD5去除效果越好。實際運行過程中濾池中的填料可起到流離作用，對微生物生長快，啟動時間短，可維持較高的生化量。
2.2.3 工藝特點：
① 由於採用了固定填料，徹底解決了污泥膨脹的問題，且提高了系統的抗衝擊負荷能力。無需活性污泥培
菌，可自行掛膜，對微生物生長快，故啟動時間短。
② 填料與進水所成角度小，接觸充分，溶解性CODcr去除率高達70-98％，由於存在填料對氣泡的切割作用，可以使氧的利用率提高至16％
③ 曝氣系統採用穿孔管，解決了曝氣頭易壞需要更換的難題，節約投資，維護簡單，使用壽命可達20年。
④ 將HRT和SRT分開，固體停留時間長達20幾天，有利於硝化菌的生長，有很好的脫氮效果；
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與傳統的活性污泥法單一的生物群不同，FSBBR工藝中可以形成完整的食物鏈，通過微生物的逐級降解，徹底的將水中的有機污染物去除。它與單一生物環境的根本區別就在於依靠完整的食物鏈逐級降解污泥，從而大量的降低了污泥排放量，而產生少量只需要通過污泥泵定期外排運出即可，從根本上解決了污泥產生大量異味及處理系統複雜的操作管理，降低了費用。
⑥ 我公司採用新型生物載體，在好氧、厭氧、缺氧段都使用該載體，通過控制良好的混合液迴流，在同一構築物中培養出硝化菌和反硝化菌，成功實現了同步硝化反硝化，提高氨氮去除率增強對磷的處理能力。
⑦ 同時由於在載體外部水流速度快，而且大量曝氣，因此整個池子處在一種好氧的狀態下，但在載體內部會出現缺氧及其厭氧的反應，這種厭氧的狀態被整個的好氧狀態所包圍，因此該技術不產生臭氣，從根本上解決傳統工藝上存在的氣味問題。
流離生化遵循四個原則，則可消除污泥發生：
① 聚結固形物，微生物大量繁殖；
② 使聚結的固形物產生移動；
③ 移動時，好氧、厭氧過程多次重複發生；
④ 固形物在構築物內不斷移動，其停留時間按日單位計算。
以上四原則判斷如下三種固液分離原理就可以得知：
① 沉澱：分離的固體堆積在池底部無移動性能，原封不動的單一環境，故不分解；
② 過濾：被介質過濾下來的SS，聚集到一處，其狀態和沉澱原理一樣，難以移動，因此亦不分解；
③ 流離：集中在生物載體內，經過厭氧狀態使其水解酸化、流出、再被好氧分解，因此，污泥通過生物載體連續不斷的流離，產生分解和消化。
以上得知生化流離不需要處理污泥，所以是目前凈化有機污水工藝中的較理想的方案。FSBBR工藝池內的填料採用是新型生物載體，該填料是國外近年來創立的一種固液分離新技術。我公司結合具體情況開發、研製成功新一代中水、污水處理新技術，該技術突破傳統處理方法，施工簡單，管理方便，基本可實現無人管理；生物載體與進水所成角度小，接觸充分，溶解性CODcr去除率高達70-98％，對污水中的油、氮等均有較高的去除率；掛膜容易，脫落快；無需活性污泥培菌，可自行掛膜，微生物生長快，啟動時間短，可維持較高的生化量；佔地面積小，（無沉澱池及污泥處理系統）、投資省，運行費用較低，自動化程度高；載體使用壽命可達五十年之久；不產生污泥，簡化了處理流程，無二次污染。由於該工藝有較長的過流斷面可以大大阻流水體中懸浮物，無需過濾出水可直接達到排放的標準。
2.3 MEBR (Membrane Enhanced Bio-React) 強化型膜生物反應器
將生物膜反應器與膜生物反應器相結合，開創了膜法污水處理的新紀元。MEBR污水進入生物膜反應器，利用生長在生物填料表面的微生物膜降解污染物，使得生物反應器出水中的污泥含量大大降低，污泥的沉降性能大大提高，因而可以利用較小的沉澱體積實現生物反應器產水污泥含量大大降低。生物膜反應器出水進入中空纖維膜分離裝置，由於膜分離裝置的給水中污泥含量被控制在100ppm以下，膜的工作環境成倍改善，膜的通量也得以明顯提高。通過膜分離裝置截留水中的遊離活性細菌、細菌屍體、其它懸浮物和部分大分子化合物，使水質進一步提高。被膜截留的遊離活性細菌、細菌屍體、其它懸浮物和部分大分子有機物再全部或部分返回生物膜反應器。被膜截留的遊離活性細菌會在生物反應器中被不斷富集。當這些活性細菌被富集到較高濃度時，它們的生物降解作用就會明顯的體現出來，以此可以加強了生物反應器的效率。被膜截留的細菌屍體和大分子有機物會不斷循環回到固定床生物反應器中，使之在生物反應器中停留時間和濃度成倍地增長。此時，固定床生物反應器會逐漸馴化出降解這些物質的細菌菌落，這些細菌菌落將這些通常隨出水排放的難降解的污染物降解。被膜截留的污泥再返回生物膜反應器，通過生物反應器降解而減低污泥排量。由此可見膜分離裝置截留物的反饋可以從多方面強化生物反應器，提高生物反應器的效率。而生物反應器效率的提高可以進一步提高生物反應器出水水質，減小膜分離裝置的工作壓力，加強膜分離裝置的處理效果。因此，固定床生物反應器和膜分離裝置的結合可以互相加強，起到較好的處理效果。
