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摘要：本文论述某造纸厂为保证污水达标排放，在原污水处理厂加设厌氧处理单元，采用高速厌氧污泥床反应器（HSASB）的改造方案优势性。
关键词：污水处理；厌氧处理；高速厌氧污泥床反应器（HSASB）
1、项目概况
本项目废水处理采用集水池—斜筛—平流式沉淀池—幅流式沉淀池—浅层气浮—好氧曝气—幅流式二沉池处理系统工艺，其中平流式沉淀池出水大量循环回用于废纸碎解，气浮出水回用造纸及制浆清洗系统，剩余约500m3/d经生化处理到COD低于400mg/l后排入市政管网进行集中处理。
目前污水处理站污水处理工艺随着废水的逐渐循环回用，污染物浓度因不断积累而增高，造成出水浓度高，外排水质不能达到市政管网水质要求，随着造纸行业环保要求的日益严格及企业清洁生产的实施，为此，需要对现有废水处理站进行改造，以满足外排水质要求。
厌氧技术在降解高浓废水的同时，能将其中的有机物转化为沼气作为新的能源加以利用。厌氧处理技术作为目前最经济的高浓有机废水处理技术，已经成为处理高浓度造纸行业废水的重要手段。
根据目前污水处理情况及场地狭小的现状，提出在好氧处理前新增厌氧处理单元，以保证污水处理的效果，满足出水的达标排放。
2、厌氧处理工艺介绍
厌氧生物处理技术迄今已有100多年的历史，厌氧反应器的发展也经过了四代的更新，发展到目前的第四代高速厌氧反应器技术。
第一代厌氧技术——普通消化池。普通消化池的特点厌氧消化反应与固液分离在同一个池内实现，结构简单，但缺乏补充厌氧活性污泥的特殊装置，消化器难以保持大量的微生物细胞，对于无搅拌的消化器，还存在料液的分层现象严重，微生物不能与料液均匀接触，温度不均匀，消化效率低的缺点，增设搅拌装置又带来高能耗的问题。
第二代厌氧技术——厌氧接触法。在消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成厌氧接触法。该系统使污泥不流失、出水水质稳定。但厌氧接触法存在增设污泥沉淀、污泥回流和脱气设备、混合液在沉淀池中难以沉降等缺点。
第三代厌氧技术——UASB反应器。又称上流式厌氧污泥床反应器，是在20世纪70年代开发的一种新型高效厌氧反应器，反应器由反应区、沉淀区和气室三部分组成，顶部设有三相分离器。UASB具有反应器内污泥浓度高、有机负荷高、水力停留时间短、不需设搅拌器、无堵塞现象等优点。
第四代厌氧技术——高速厌氧污泥床反应器（HSASB）。高速氧污泥床反应器（HSASB）是在第三代厌氧反应器（UASB）的基础上，把多级处理技术、流化床技术、污泥颗粒化技术、内外循环等技术集合在同一个厌氧反应器内，在高速厌氧污泥床反应器（HSASB）中，厌氧颗粒污泥（微生物）将废水中的COD厌氧降解转化为沼气。高速厌氧污泥床反应器（HSASB）为内循环反应器，内循环是基于气体提升原理，而由“上升管”和“下降管”中所含气体量的不同而产生的可达到自行调节。产生的气体被两个称之为三相分离器的装置从所处理的废水中分离出来，引出反应器。高速厌氧污泥床反应器（HSASB）含有上下两个UASB（上流式厌氧污泥床反应器）的反应室。其中一个负荷高，一个负荷低，它的特点是沼气在整个反应器中分两个阶段分离。在第一阶段收集的气体驱动气流上升，并形成内部循环流。
3、高速厌氧污泥床反应器（HSASB）工艺
高速厌氧污泥床反应器（HSASB）工艺技术关键如下：
（1）多级处理结构：采用两级处理结构，提升了反应器抗冲击能力并且有效防止了污泥膨胀和污泥流失。
（2）流化床结构：流化床结构使得颗粒污泥与进水混合均匀，便于污泥颗粒化；三相分离技术：优良的三相分离功能，保证了反应器高效的运行。
（3）新增强制内循环技术：使得反应器在处理10kgCOD/（m3?d）以下以及30～50kgCOD/（m3?d）之间的极端负荷下的废水时能够正常运行，应用领域得到拓宽。
4、高速厌氧污泥床反应器（HSASB）工艺优势
4.1基建投资省，占地面积小
反应器为立式结构，高度很高，占地面积小。上流式多级厌氧反应器的容积负荷是普通UASB的4倍左右，故其所需的容积仅为UASB的1/4～1/3，节省了基建投资。加上上流式多级厌氧反应器多采用高径比为4～8的瘦高型塔式外形，所以占地面积小，尤其适合用地紧张的企业。
4.2有机负荷高，水力停留时间短
上流式多级处理反应器既能滞留污泥，又能强化传质过程。内循环提高了第一反应区的液相上升流速，强化了废水中有机物和颗粒污泥间的传质，使高速厌氧污泥床反应器（HSASB）的有机负荷远高于其它的反应器。
表1各种厌氧反应器的有机负荷与水力停留时间
4.3节约能耗
依靠沼气的提升产生循环，不需用外部动力进行搅拌混合与使污泥回流，节约能耗。
4.4同样适于处理浓度较低和温度较低有机废水
高速厌氧污泥床反应器（HSASB）的产气负荷和水力负荷是UASB的2～5倍，传质过程较UASB好得多。因此，HSASB同样适合于处理浓度较低和温度较低的有机废水。
4.5具有缓冲pH的能力
高速厌氧污泥床反应器（HSASB）内循环流量相当于第一级厌氧出水的回流，可利用COD转化的碱度，对pH起缓冲作用，使反应器内污水的pH保持稳定。
4.6抗冲击负荷能力强
由于高速厌氧污泥床反应器（HSASB）实现了内循环，处理低浓度废水时，循环流量可达进水流量的2～3倍。处理高浓度废水时，循环流量可达进水流量的10～20倍。由于循环流量与进水在第一反应室充分混和，使原废水中的有害物质得到充分稀释，从而提高了反应器耐冲击负荷的能力。
4.7运行稳定性好
高速厌氧污泥床反应器（HSASB）相当于上下两个UASB反应器的串联运行，下面一个UASB反应器具有很高的有机负荷率，起“粗”处理作用；上面一个UASB反应器的负荷较低，起“精”处理作用。二级处理出水水质较为稳定。
4.8产泥量少，产出的颗粒污泥特性好
由于厌氧污泥世代周期长，因此厌氧反应本身的剩余污泥就很好，大约为好氧剩余污泥的1/10，另外，高速厌氧污泥床反应器（HSASB）剩余污泥为颗粒污泥，干度非常高，自然沉淀后的干度可达8～12％，无需进行处理，可存放在厌氧污泥池中或外卖。具有较高的经济价值。
5、结束语
考虑该项目废水的水质水量，综合各种厌氧工艺的优缺点，选择高速厌氧污泥床反应器（HSASB）作为厌氧主体工艺对该废水进行处理。
参考文献
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