工程說明

1.LEVAPOR生物膜工藝介紹

LEVAPOR 懸浮填料是有微小孔隙的高分子材料，通過將有表面活性的物質如活性碳等粘結在材料上而形成一種改性物質。它的吸附面積達到20.000 m²/m³ ，從而使材料在使用過程中具有以下特點：

• 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質

• 顯著提高處理效率和反應池的穩定性

• 活性污泥的產量明顯減少

Levapor填料的物化指標

與其它填料相比Levapor填料還有一個顯著的特點是吸附能力非常強，在處理難降解的工業污水方面起到很關鍵的作用。從下表可明顯看出使用Levapor填料后一些難降解物質的吸附效果。

通過將微生物菌群固定在有吸附能力和孔隙的LEVAPOR®懸浮填料上，一些特殊生物菌群在反應池中的容納和保護難題就迎刃而解，在懸浮填料上形成的高效生物膜能有效拮抗抑制劑并使生化降解穩定進行。其作用的有效性已通過大量基于好氧，缺氧或厭氧環境的工程實例得到證明。

因為 LEVAPOR®懸浮填料的高吸附率和孔隙度，其對含難降解物質的污水的處理基于以下機理：

圖1：橫截面-LEVAPOR®懸浮填料	厭氧細菌在其填料內部繁殖

• 有毒抑制物質被吸附在懸浮填料表面，從而其對液相的抑制作用顯著降低

• 微生物菌群能在生物膜上更快地繁殖生長，從而具有

-  在生物膜上的菌群對毒性物質的抵抗力顯著增強

- 對吸附在懸浮填料上的污染物有極佳的降解效果

- 對污水的處理效果更佳

- LEVAPOR®懸浮填料的生物再生能力強

2. 厭氧環境下使用LEVAPOR生物膜工藝對紙漿廠廢水的處理

在好氧環境中因為會產生一些有毒的中間體，因此用傳統的活性污泥法在好氧環境下處理一些復雜的有機污水，結果差強人意。對紙漿廠的漂白廢水，其中的有毒污染物如鹵素有機物、含氯木質素及其分解產物如氯酚、氯乙烷、四氯乙烷、氯酮等以及用于漂白的堿性萃取物。如果在好氧條件下COD的去除率只有35-40%。相反如果在如果在厭氧反應罐中投加LEVAPOR®懸浮填料，COD的單位負荷為1700-3200 mg/L*d，COD的去除率能達到70-80%?？晌接袡C鹵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能在后一階段的好氧反應池中繼續加以去除，去除率為50-55%。

2.1 實驗室規模的厭氧反應器試驗

在實驗中檢驗了LEVAPOR懸浮填料和其它材料以及普通活性污泥法去除COD以及有機鹵化物的效果，結果見圖2。

試驗參數如下：

1) COD: 6000-6500 mg/L

2) AOX: 52-60 mg/L

3) COD單位負荷：1700-3200 mg/L*d

4) 反應器：1.6 L

5) 反應溫度：35攝氏度

圖2：紙漿廠漂白污水在不同材料上的厭氧處理分析                                   1. LEVAPOR，2.褐煤焦炭顆粒，3. 聚氨酯泡沫體，4. 懸浮污泥

從圖2可以觀察到使用生物膜法降解COD的效果明顯比使用活性污泥法好很多。此外使用LEVAPOR懸浮填料也比另外兩種常用的材料去除COD有顯著的區別。使用褐煤焦炭顆粒在15天以后達到最大吸附能力后去除效率明顯下降。相對于沒有改性過的聚氨酯泡沫體LEVAPOR懸浮填料具有很強的吸附能力，并且有帶電負荷和親水性，因此厭氧微生物能很快被吸附并迅速繁殖，1個小時就能在顯微鏡下觀察到微生物膜。LEVAPOR懸浮填料的處理能力從一開始就比其它填料優越并能一直保持其處理能力。

此外在實驗中還研究了當COD單位負荷逐漸增加時LEVAPOR懸浮填料去除COD的效能。當COD單位負荷增加到6000-7000 mg/L*d時LEVAPOR依舊能去除50-60%的COD。

在該實驗中還研究了使用LEVAPOR懸浮填料對鹵素有機物的去除效果。鹵素有機物不僅能夠被吸附而且還能生物降解，可通過氯離子的形成而得到驗證。

2.2 厭氧反應器中試試驗

此后在紙漿廠的現場運行了分別使用活性污泥法和LEVAPOR生物膜法的厭氧中試裝置。

使用活性污泥法的反應器體積為50 m3,使用螺旋槳攪拌器。

使用LEVAPOR生物膜法的厭氧器體積為50m3,攪拌通過氮氣和厭氧反應所產生的甲烷氣體。投加了5 m3的LEVAPOR懸浮填料。

兩個反應器中均投放了從市政污水處理廠運送的污泥，經過5個月的接種馴化后通入紙漿廠的廢水。在此后的8個月兩個試驗裝置最初是同時運行，然后使用活性污泥法的反應罐作為LEVAPOR生物膜法厭氧反應器的前置水解酸化池繼續運行。

圖3 : 紙漿廠廢水厭氧反應器中使用活性污泥法和LEVAPOR生物膜法去除COD效果分析

從圖3中可清楚地看到無論是COD的去除效率還是運行的穩定性LEVAPOR生物膜厭氧反應器相對于活性污泥法有很大的優勢，采用兩段厭氧處理效果尤其明顯。

2.3  LEVAPOR生物膜厭氧反應器在紙漿廠的大規模運用

以中試為基礎設計了整個工廠的廢水處理裝置，該系統于1990年投入運行。使用LEVAPOR生物膜工藝，通過厭氧-好氧-多聯級生化處理能非常有效處理紙漿廠產生的廢水。由于生物膜上的微生物菌群的高濃度，厭氧池的體積和其它工藝相比能減少75%，光此項就能為工廠節省1000萬歐元的費用。

設計參數如下：

緩沖池及水解酸化池：10000 m3

厭氧反應罐：3 X 6000m3

好氧反應器：水深10米，采用池底曝氣

下圖為整個處理裝置的流程圖。

圖4：采用厭氧-好氧-多聯級生化工藝處理紙漿廠廢水

為了定量說明LEVAPOR生物膜工藝的貢獻率在啟動階段三個甲烷反應器中只有兩個反應器中投放了LEVAPOR® 懸浮填料。裝有活性污泥的反應器的運行效率明顯比LEVAPOR生物膜反應器低，在經過第一次毒性沖擊后活性污泥呈不可逆的抑制狀態。5個月后該反應器也改成了生物膜反應器，結果見圖5。

圖5：全規模啟動厭氧工藝反應器處理紙漿廠有毒廢水

圖6：紙漿廠及污水處理設施全貌

啟動6個月后系統已能穩定運行。COD去除率穩定保持在80-85%，其單位負荷為2.5-3 kg COD/m³ xd，平均每天生產沼氣10000-13000 m3,厭氧反應器每天只產生1噸的剩余污泥，如果只采用好氧工藝每天將產生25-30噸的剩余污泥。

工程圖片