HCR--一种高效好氧生物处理技术

HCR-一种高效好氧生物处理技术简介：HCR工艺具有所需空间少、占地省、设计集成合理、COD降解率高、空气氧利用率高且操作便利安全等优点。

在纸浆和造纸工业废水处理的工程实例中，其最大的容积负荷达到70kgCOD/(m3·d)，反应器单体最大容积为1200m3，日处理污水量近23000m3，COD的降解率达到80%，而剩余污泥的产率小于0.2kgSS/kgCOD。

关键字：污水HCR工艺好氧生物处理技术好氧生物处理工艺历史悠久，自1914年第一座活性污泥法污水处理试验厂运行以来，已经80 多年了。

近20年来，改进曝气技术和好氧生物固定技术以提高污水处理的效果，是好氧生物处理领域的主要研究内容，HCR工艺就是这一特定时期的产物。

1HCR工艺的主要特点HCR工艺(High Performance Compact Reactor)是德国克劳斯塔尔(Clausthal)工科大学物相传递研究所于80年代发明的。

该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。

因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。

至今，已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、韩国等国家建成了数十个HCR系统，并已投产运行，污水处理效果普遍良好。

HCR系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等(见图1)。

集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。

循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。

水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。

富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。

1、流离生物床(FSBB)“流离”是近年出现的有机废水处理新技术，填料为表面经过特殊处理的碎石球的集合体（流离球）。

污水在流动中存在着球体外流速快，球体内流速慢的场所，污水中漂浮物集中在流速慢的地方产生流离。

经过无数次流离作用，使污水中的固形物和有机物胶体与水分离。

填料：由聚乙烯外壳和填料组成,直径100mm。

其中厌氧流离球填料使用化学改性火山岩,池内填充比例40%,粒径15mm～25mm;曝气流离球填料使用化学涂层的碎石块,池内填充比例70%,粒径12mm～20mm。

驯化：(1)驯化阶段:采用逐渐提高合成污水浓度的方式对种污泥进行预驯化,氨氮与COD 最终达到垃圾渗滤液进水水质浓度;(2)实际垃圾渗滤液生化处理阶段:垃圾渗滤液分别经过厌氧流离生化池、曝气流离生化池生化处理之后进入中间水池。

驯化具体步骤如下:取垃圾渗滤液和自来水一齐注入均质池,CODcr控制范围为1000～1200mg/L,搅拌机混合搅拌约30min。

水泵启动,加入接种污泥,控制MLSS范围7800～9620mg/L。

注满厌氧池和曝气池,控制MLSS为3560～4560mg/L。

厌氧池面的水由进水泵送入十字形布水器,形成内循环搅拌,至CODcr值低于2000mg/L时,关闭进水泵。

静置2h后再次启动进水泵,向厌氧池中注入约1/3进水量以及适量的种泥,同样由进水泵进行内循环。

直至填料和从池底排放出的污泥呈现致密的橙黑色,至此厌氧流离生化池启动成功。

启动回转式鼓风机对曝气池进行闷曝,溶解氧浓度应控制在2～4mg/L间。

检测CODcr低至500mg/L时,采用低负荷间歇法,通过进水泵向均质池中适当进水和接种污泥,日进水时间相对增长,直到填料上呈橙黄色膜,说明生物膜培养完成。

此时,厌氧池和曝气池均停止接种污泥,按设计量20%的进水量持续向均质池输注垃圾渗滤液,检测CODcr低至500mg/L后,进水量提升至设计量的30%～40%,反复运作,直到达成设计处理量。

HCR反应器技术简介HCR反应器呈椭圆形，内置两端开放的垂直向导管(Draft Tube)，反应器上端设导入空气液体的双相喷嘴(Tow Phase Nozzle)。

原水和经处理废水由循环泵送至喷嘴，快速喷出形成射流，流至导管底端与底板碰撞后上升；射流自动将大气中的空气源源不断地吸入反应器内形成微气泡，导管内液体形成非常强的湍流，将空气、废水和微生物理想地混合在一起，使不同相(phase)物质间交流达到极大化，促进微气泡的形成和扩散，加速氧气向水中的转移融合，同时将微生物团分成更小的团，增加了活性细菌数微生物团的比表面积。

反应器内大部分处理水和微生物的混合液，经过循环泵、喷嘴重新回到反应器内，剩余混合液则被送入沉淀池，分离污泥和水。

技术特色1.系统占地少，基建费用低设计紧凑，高径比大，基建费用比活性污泥法少30%以上2.空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高射流扩散，垂直压头溶氧，系统空气氧转移利用率在50%以上，水中溶氧5 mg/l以上3.固液分离效果好，剩余污泥量较少强烈曝气，生化反应强度高；紊流剪切，污泥颗粒细碎，空隙减少，密度增大4.抗冲击负荷能力强完全混合式运行，抗负荷能力强应用前景1.普通工业废水处理特别适合废水量少、污染物浓度低而又处理场所不足的中小型企业2.特殊工业废水处理该类废水含有难降解、具有致死等生物毒性的有机污染物，多采用焚烧、填埋等方式处理，但成本很高，并可能产生二次污染HCR工艺氧转移效率、溶氧浓度高，微生物适应能力强，适合于处理特殊工业废水，并在甲醛、苯酚、苯甲醛等废水处理中取得良好的效果3.城市中水工程应用城市中水工程处理水往往水量小、变化大、COD不高且处理要求低，而满足这些要求，占地少、系统封闭、可以灵活设计工艺的HCR工艺是最适合的处理工艺之一新型光催化氧化新型光催化氧化技术通过氧化剂（O3、H2O2等）在紫外光的激发和催化剂（Fe、半导体等）的催化作用下，产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH），将大部分有机物彻底氧化成CO2、H2O和其它无机物，反应速度快，耗时短，反应条件温和（常温、常压），操作条件易于控制，无二次污染。

HCR--一种高效好氧生物处理技术
刘康怀;席为民;李月中
【期刊名称】《给水排水》
【年(卷),期】2000(026)004
【摘要】HCR工艺具有所需空间少、占地省、设计集成合理、COD降解率高、空气氧利用率高且操作便利安全等优点.在纸浆和造纸工业废水处理的工程实例中,其最大的容积负荷达到70kgCOD/(m3·d),反应器单体最大容积为1 200m3,日处理污水量近23 000m3,COD的降解率达到80%,而剩余污泥的产率小于
0.2kgSS/kgCOD.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】刘康怀;席为民;李月中
【作者单位】541004,桂林工学院;德国克劳斯塔尔工科大学;德国克劳斯塔尔工科大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU99
【相关文献】
1.一种好氧生物处理有机废水的新工艺设备——生物曝气滤池 [J], 徐丽花
2.高效好氧生物处理印染废水的方法与实践 [J], 俞宁;李纯茂
3.一种新型的两段式高负荷好氧生物处理方法的研究 [J], 张崇华;施汉昌
4.废水PVA高效好氧生物处理工艺研究 [J], 郭莉萍;刘永红;于兴峰;张博菲;陈西文
5.高效好氧生物处理垃圾渗滤液工程设计案例 [J], 刘家燕;张怀玉;顾晓涛;张焦;陈静霞
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HCR反应器处理味精厂废水某味精厂生产味精15000t/a，在生产过程中产生的废水具有SO42-高、COD高、氨氮高和pH值低等特点。

如采用厌氧+好氧工艺(如UASB+SBR等)处理，因废水中SO42-的大量存在，工艺将变得相当复杂，一次性投资很大。

为此，作者采用好氧生物处理新工艺进行了处理味精废水的试验研究。

1 试验方法及基本条件1.1 工艺选择为避免原水中SO42-的影响采用好氧生物处理工艺，并以德国Claushtal工科大学物相传递研究所研制开发的HCR(High Performance Compact Reactor)为核心工艺，其流程如图1所示。

中和絮凝沉淀池、HCR、脱气池、二沉池、接触氧化池的有效容积分别为50、15、5、40、50L，HCR、接触氧化池的水力停留时间分别为(3～5)、(12～16)h，污泥停留时间为6～8h。

HCR反应器为两端封闭的圆柱形容器，顶部安装射流器并开有一排气孔。

反应器的部分出水、絮凝沉淀池出水及回流污泥通过循环泵加压经管道混合后进入HCR顶部的射流器，形成高速射流，同时由于负压作用而吸入大量空气。

射流器的两相喷头将吸入的空气切割成微小气泡，从而在其下方形成高速泵流剪切区。

富含溶解氧的污水经导流桶流到反应器底部后又沿外桶壁向上反流，从而形成环流。

在此过程中微气泡和活性污泥充分接触，获得了很好的传质效果(氧传输利用率高达50%)。

首先用石灰乳将废水pH值中和至6.5～8，然后加入PAFC(聚合氯化铝铁)，絮凝沉淀0.5h(COD去除率为20%～30%)后上清液进入HCR。

HCR出水经脱气池(主要脱去附着在活性污泥表面的CO2、空气等)脱气后进入沉淀池进行泥水分离，HCR可去除70%～80%的COD。

沉淀池出水经接触氧化池处理后出水达到进入城市管网的排放要求。

1.2 操作条件1.2.1 分析项目及方法分析项目及方法如表1所示。

1.2.2 试验用水试验用水为南宁味精厂的生产废水，先用该厂离交工段中产生的高浓度有机废水进行试验，后再直接用各工段实际排放水量按比例配水进行试验。

HCR系统是德国克劳斯塔尔工业大学物相传递研究所于80年代发明。

该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融洽了当今高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。

该系统的核心部分为集成反应器。

混合污水经循环水泵提升形成高压水流从喷嘴注入反应器。

射流使喷嘴四周污水形成高速紊流剪切区，水中气泡被进一步细化、溶解。

富含空气氧的混合污水经内筒向下，然后又从外筒返回上部形成环流。

反应器中污水被反复充氧、剪切，并形成致密细小的絮凝体，微生物始终具有良好的代谢条件。

我公司在引进、消化、吸收的基础上，将之应用于国内污水工程中。

与普通好氧法处理工艺相比，该工艺有以下优点：1、占地少，基建费用低，比普通活性污泥法减少30%以上；2、空气氧转化率高(50%)，容积负荷高(70KgCOD/m ·d)，污泥负荷高(15KgBOD/KgMLSS·d)；3、固液分离效果好，剩余污泥比其它好氧法平均减少40% ；4、抗冲击负荷能力强；5、系统操作简便灵活，处理效果好。

二、HCR工艺与其他好氧工艺的有关性能数据比较表：三、HCR工程应用领域和效果HCR系统具有传统好氧工艺所不及的突出优点，已在世界上八个国家和地区建成了三十五个大型HCR工程。

可广泛应用在：味精废水、农药废水、造纸废水、印染废水、纤维素厂废水、化工废水、印刷业废水、屠宰废水、畜牧业粪便废水、填埋场渗滤液、奶品加工废水、酵母生产工艺废水、城市污水处理。

HCR实际工程的运行结果表明，进水COD的浓度可以从几百到数千，最高可达几万；系统的溶解氧可保持在5mg/L左右；COD的去除率一般在80%左右；反应器的容积负荷可达70KgCOD/m ·d，反应器的水力停留时间仅需几十分钟。

选择HCR工艺是治理污水的经济有效措施，也是实现环境好转的重要保证。

高效生物反应器治理印染废水技术孙翠玲　焦玉木(滨州市环境保护监测站,山东256618)摘要　介绍了高效生物反应器(HCR )技术在印染废水治理中的应用。

污水处理中心进水量为11000m 3 d ,COD Cr 平均约2500mg L ,p H 12左右,色度600～800倍,采用HCR 技术后运行稳定,结果表明,废水处理效果有大幅提高,出水COD C r 为360mg L 、色度为400倍均能达标排放,其去除率分别为86%,50%;工程投资少,运行稳定,管理方便。

关键词　高效生物反应器(HCR )技术　废水治理　印染废水 华纺股份有限公司是全国最大的印染企业之一,原有废水主要来源于预处理阶段的退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水,以及染色废水、印花废水和皂液废水等,污水处理工艺为传统活性污泥法。

近年来,企业不断调整生产品种,以及由于化学纤维织物的发展,印染后整理技术的进步,使PVA 浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,污染总负荷远远超过了设计能力,使得出水不能达标排放,改造现有污水处理设施成为迫切需要。

经过调研和初步试验,在原有水处理构筑物基础上,引进了高效生物反应器(HCR )技术,工程竣工后,运行稳定,处理效果显著。

1　原工艺运行状况原工艺进水水质水量为:水量1100m 3d ,C OD Cr2500m g L ,pH 12左右,色度600～800倍。

1.1　原设计工艺流程原有污水处理设施主要包括调节池、配水池、氧化沟、二沉池、终沉池等。

其中整个污水处理的设计规模为1.5万t d ,总装机容量1400kW 。

调节池总的停留时间9h ;配水池停留时间2h ,进水与回流的污泥在此池混合;1#、2#氧化池为氧化沟池型,水深10m ,3#氧化池为廊道型,水深5m ,均采用微孔曝气供氧,3个氧化池并联运行,总停留时间48h ;二沉池、终沉池均为斜管式竖流沉淀池。

原工艺流程见图1。

1.2　运行情况原有工艺为活性污泥法,进水在调节池中加酸,调节为9～11,然后进入生化池。

HCR高效射流反应器基本原理一.HCR法(高效射流反应器)基本原理该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高效射流曝气,物相强化传递.,紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点.因此空气转化率高的特点,反应器的容积负荷大,水的停留时间短.污水处理效果好. HCR系统主要包括:集成反应器,两相喷头,气浮池及其配套的管路和水泵等.集成反应器为圆形容器,其外筒两段被封闭,连接着各种管道;内筒两段开口.两相喷头安装在反应器上部的正中央,循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用吸入大量空气.水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的空气分散成细小的气泡.富含溶解氧的污水经导流管达到反应器的底部,又向上反流形成环流,再经剪切取向下射流,如此循环往复运行.于是污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体.HCR法具有处理负荷高,抗冲击负荷,氧利用率高,占地面积小,操作运行灵活等特点.多利用在高浓度的废水生活处理.二.生物脱氮工艺的基本原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工法予以控制.首先,污水中的有机氮,蛋白氮在好氧条件下转换成氨氮,然后由硝化菌变成硝酸盐氮,这个阶段称为好氧硝化,随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这个阶段称为缺氧反硝化.整个脱氮过程过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取.在硝化和反硝化的过程中,影响脱氮效率的因素是温度,溶解氧,PH值以及反硝化的碳源等.生物脱氮系统中,消化菌增长缓慢,所以要有足够的污泥泥龄.反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要有充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行.由此可见,生物脱氮系统这中消化和反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段:足够的溶解氧值在2mg/L以上.合适的温度,最好是20度.不低于10度,足够长的污泥泥龄,合适的PH值条件. 反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值0.2mg/L左右,充足的碳源,合适的PH值.通过上述原理,可组成缺氧与好氧池,即所谓A/O系统,A/O系统的设计中要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比.生物脱氮的影响因素:从生物脱氮的原理看出,两者要求的有些方面是相互制约的.要正常发挥脱氮系统的效率,详细分析进水水质是十分重要的:(1)COD浓度,(2)TKN/COD比值,(3)水温.本工程现有的生化处理系统的部分进水经预处理后直接引入本工程的处理系统.一方面增加了现有生化处理系统的停留时间,同时也利用了进水中的碳源.三.A/O脱氮工艺A/O脱氮工艺为连续进水,连续排水的缺氧反应池与好氧反应池分别独立的活性污泥系统或接触氧化系统.其特征是缺氧反应池与好氧反应池分别设置(空间分割),相互隔离互不干涉,通常缺氧反应池设置在好氧反应池前,称为"前置反硝化工艺".为了达到反硝化的目的,A/O脱氮工艺需要好氧池出水回流至缺氧池前段.A/O工艺主要包括A级生化池和O级生化池,即缺氧段和好氧段.缺氧段,池中的微生物为兼性微生物,将NO2-,NO3-转化为N2,而且还利用部分有机碳源合成新的细胞物质.所以缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能,减轻后续好氧池的有机负荷,而且可使难降解的大分子有机物变成为易降解的小分子有机物,提高可生化性.缺氧池的主要作用是去除氮减少水体的富营养化.缺氧池中设置调料作为细菌载体,比表面积大,附着微生物量多,从而增加其处理能力.好氧段混合液回流到缺氧池作为电子接受体,通过硝化作用最终消除氮污染. 好氧曝气段,本阶段是本工艺的关键处理单元.经过厌氧水解后的工业废水,由低部进入接触氧化池.接触氧化池装有组合式填料,污水流经填料层,悬浮物和有机物被截流和吸附,并被填料生物膜上的微生物吸附和降解,有机污染物进一步得到降解.独特的填料结构和填料装填形式使得接触氧化池不易堵塞,也不会产生污泥膨胀等问题.而且填料使用时间长,不必更换.A/O接触氧化法多应用在生化性较好,并对氨氮去除要求较高的废水处理.在工业废水和生活废水处理中应用比较广泛.四.工艺流程说明1.废水调节池:针对化工废水成分复杂及水质不均衡的特点,必须加以均化池调节,以减轻因浓度波动给后续的处理单元造成的冲击负荷.2.HCR池:该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高效射流曝气,物相强化传递,紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点.因此空气转化率高的特点,反应器的容积负荷大,水的停留时间短.污水处理效果好. HCR系统主要包括:集成反应器,两相喷头,气浮池及其配套的管路和水泵等.集成反应器为圆形容器,其外筒两段被封闭,连接着各种管道;内筒两段开口.两相喷头安装在反应器上部的正中央,循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用吸入大量空气.水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的空气分散成细小的气泡.富含溶解氧的污水经导流管达到反应器的底部,又向上反流形成环流,再经剪切取向下射流,如此循环往复运行.于是污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体.出水排入气浮池,部分回流与进水混合.HCR池反应器的特点:(1)系统占地少,基建费用低.(2)空气转化利用律高,容积负荷和污泥负荷高.HCR池的曝气方式采用射流式,并通过垂向循环混合,使溶解氧达到最大值,这一过程实际上吸取深井曝气依靠压头溶氧的优点.高速喷射形成紊流水力剪切,使气泡高度细化均匀,决定了该方式对空气的转化利用率高.具实验测定,其空气氧的转化利用率可高达50%溶解氧含量易保持在5mg/L以上.足够的DO是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件,这也是HCR工艺的优势所在.一般情况下,HCR系统的污泥浓度在10g/L左右.最高可超过20g/L.反应器生物量之大,决定了其负荷值必然高.试验和已有工程的运行结果显示,HCR池的容积负荷最大可达到70kgBOD5/m3.d,小时可达到70kgBOD5/m3.d.其污泥负荷值可以超过6kgBOD5/kgSS.d.(3)固液分离效果好,剩余污泥量少.HCR工艺混合废水中的微生物菌团颗粒小,沉将性能好,这是其显著特点之一,污泥在沉淀池中的停留时间一般在40分钟左右.该工艺降解1kgBOD所产生的剩余污泥量,比其它好氧方法平均减少40%左右,从而大大减少了污泥处理量.剩余污泥量量较少的原因主要有两个:其一.强烈的曝气使微生物代谢速度快,由此引起的生化反应可能加大内源消耗,剩余污泥量相对少;其二,由于反应器中混合废水被高速循环液剪切,微生物的团粒被不断分割细化,团粒内部的气孔减少,使其密度相对增加,总的体积减少.(4)抗冲击能力强:HCR为完全混合型运行方式,原水先于回流废水合流,然后再进入反应器,并立即被快速循环混合.高浓度COD或有毒废水冲击系统时,他们在进入反应器之前实际上已经被稀释,进入反应器后有被迅速混合,使冲击液的浓度大大降低,从而有效的提高了HCR系统抗冲击负荷的能力.此外,强烈的曝气使微生物代谢速度快后,也可减少冲击所造成的部分影响.(5)系统操作灵活简单,处理效果有保障:HCR系统的反应器循环水量,补充曝气量,污泥回流量等都可以根据需要进行调节,便于选择最佳的组合效果.正因为如此,采用HCR工艺容易保证较高的COD去除率.3.初沉池:HCR系统出水经沉淀主要絮凝高浓度活性污泥,部分排入污泥池,部分排入污泥回流井经提升泵至回流,与内循环液混合进入HCR池,以保证HCR池的活性污泥浓度.初沉池采用辅流式沉淀池,污泥的浓缩效果明显好于气浮池.4.A/O生物接触氧化池:考虑本项目进水氨氮较高,生物接触氧化工艺采用A/O法生物脱氮工艺.生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程,一般废水中从在着有机氮,NH3-N和NxO-N等形式的氮,而本工程中以NH3-N和有机氮为主要形式.在生物处理过程中,有机氮被异氧微生物氧化分解,即通过氨化作用转化成为NH3-N,而后经硝化过程转化变为NxO-N,最后经过反硝化作用使NxO-N转化为N2,而逸出大气.本工程生物接触氧化池是利用好氧微生物进行生化处理的构筑物,功能是对废水中含碳有机物进行降解和对废水中的氨氮进行硝化.来自废水中的含碳有机物在此池中进行较为彻底的氧化分解,生成CO2和H2O.好氧池中的填料采用性能稳定的组合纤维填料,该填料不仅比表面积大,且水流特性十分优越,鼓风机采用微孔曝气方式,以使填料上的生物膜在好氧条件下与废水中的有机物充分接触,使得废水中的有机物得以充分氧化.出水通过回流到A段进水端,利用缺氧池兼性反硝化细菌,以部分废水中的有机碳源作为电子供体使水中的硝态氮(电子受体)完成反硝化,从而达到氮的去除.考虑到瞬间高浓度进水,为确保处理效果,本设计在曝气池内增加填料数量以增加微生物载体的表面积及延长接触处理时间.生物接触氧化池出水进二沉池进行泥水分离,浓缩污泥排入污泥池,澄清水达标排放.5.二沉池:由于本项目水量较大,采用斜管沉淀法去除出水中污泥以达到固液分离,去除的污泥排入污泥池.6.污泥处理:好氧污泥及气浮浮渣排入污泥池,经过污泥药剂调理后,通过污泥泵进带式压滤机压滤形成泥饼外运,滤液回流至调节池2.带式压滤机放置于污泥脱水机房,响应辅助设备包括污泥泵,加药调理系统,空压机及其它辅助设备.污泥经脱水后含水率为80%左右.。

hcr扩增原理-回复HCR（高温环状扩增，High Cycle Relevance）扩增是一种常用的分子生物学技术，用于扩增DNA序列。

它是PCR（聚合酶链式反应，Polymerase Chain Reaction）的一种改进方法，利用高温环状扩增酶作为DNA聚合酶的替代物，具有高效、高特异性、高产量和高灵敏度的特点。

本文将详细介绍HCR扩增的原理，从DNA的变性、引物的结合、酶的合成、扩增循环和终止等方面进行说明。

首先，HCR扩增的第一步是DNA的变性。

DNA分子在高温条件下会解开双链结构，使得两个链分离，形成单链的DNA模板。

这一步是通过将DNA样本加热至95来实现的，因为这个温度使得氢键断裂，从而使DNA 分子变性。

接下来，引物的结合与酶的合成是HCR扩增的关键步骤。

引物是DNA分子的两端位点，它们与分离出来的单链DNA模板互补配对。

引物的选择是根据需要扩增的DNA序列来确定的，确保其与目标序列的互补匹配。

在酶的合成过程中，其实质是通过引物与DNA模板的互补配对使得高温环状扩增酶的合成启动。

这个步骤仍在高温条件下进行，引物结合于DNA 模板后，酶会利用引物作为起始点开始合成新的DNA链。

第三步是扩增循环。

在HCR扩增过程中，引物的结合和酶的合成是一连串的循环步骤。

每一个循环，逐渐形成新的DNA分子。

这个循环中还包括了DNA链延伸的过程，其中高温环状扩增酶通过在DNA模板的上下游区域上切割其内含有适当序列的小分子，反复循环中的每一步都会增加新的DNA分子数量。

最后，HCR扩增的终止步骤是通过调整反应条件来实现的。

当需要终止扩增时，可以通过调整反应的温度或添加特定的化合物来停止酶的活性，使得扩增过程中的引物不再结合于DNA模板，进而终止扩增反应。

总的来说，HCR扩增是一种高效、高特异性、高产量和高灵敏度的DNA 扩增方法。

原理上，它通过高温环状扩增酶的反复合成和引物的结合，使得DNA序列得以扩增。

HCR高效射流反应器基本原理一.HCR法(高效射流反应器)基本原理该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高效射流曝气,物相强化传递.,紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点.因此空气转化率高的特点,反应器的容积负荷大,水的停留时间短.污水处理效果好. HCR系统主要包括:集成反应器,两相喷头,气浮池及其配套的管路和水泵等.集成反应器为圆形容器,其外筒两段被封闭,连接着各种管道;内筒两段开口.两相喷头安装在反应器上部的正中央,循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用吸入大量空气.水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的空气分散成细小的气泡.富含溶解氧的污水经导流管达到反应器的底部,又向上反流形成环流,再经剪切取向下射流,如此循环往复运行.于是污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体.HCR法具有处理负荷高,抗冲击负荷,氧利用率高,占地面积小,操作运行灵活等特点.多利用在高浓度的废水生活处理.二.生物脱氮工艺的基本原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,采用人工法予以控制.首先,污水中的有机氮,蛋白氮在好氧条件下转换成氨氮,然后由硝化菌变成硝酸盐氮,这个阶段称为好氧硝化,随后在缺氧条件下,由反硝化菌作用,并外加碳源提供能量,使硝酸盐氮变成氮气逸出,这个阶段称为缺氧反硝化.整个脱氮过程过程就是氮的分解还原反应,反应能量从有机物中获取.在硝化和反硝化的过程中,影响脱氮效率的因素是温度,溶解氧,PH值以及反硝化的碳源等.生物脱氮系统中,消化菌增长缓慢,所以要有足够的污泥泥龄.反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行,并且要有充裕的碳源提供能量,才可促使反硝化作用顺利进行.由此可见,生物脱氮系统这中消化和反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段:足够的溶解氧值在2mg/L以上.合适的温度,最好是20度.不低于10度,足够长的污泥泥龄,合适的PH值条件. 反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件DO值0.2mg/L左右,充足的碳源,合适的PH值.通过上述原理,可组成缺氧与好氧池,即所谓A/O系统,A/O系统的设计中要控制的几个主要参数就是足够的污泥泥龄与进水的碳氮比.生物脱氮的影响因素:从生物脱氮的原理看出,两者要求的有些方面是相互制约的.要正常发挥脱氮系统的效率,详细分析进水水质是十分重要的:(1)COD浓度,(2)TKN/COD比值,(3)水温.本工程现有的生化处理系统的部分进水经预处理后直接引入本工程的处理系统.一方面增加了现有生化处理系统的停留时间,同时也利用了进水中的碳源.三.A/O脱氮工艺A/O脱氮工艺为连续进水,连续排水的缺氧反应池与好氧反应池分别独立的活性污泥系统或接触氧化系统.其特征是缺氧反应池与好氧反应池分别设置(空间分割),相互隔离互不干涉,通常缺氧反应池设置在好氧反应池前,称为"前置反硝化工艺".为了达到反硝化的目的,A/O脱氮工艺需要好氧池出水回流至缺氧池前段.A/O工艺主要包括A级生化池和O级生化池,即缺氧段和好氧段.缺氧段,池中的微生物为兼性微生物,将NO2-,NO3-转化为N2,而且还利用部分有机碳源合成新的细胞物质.所以缺氧池不仅具有一定的有机物去除功能,减轻后续好氧池的有机负荷,而且可使难降解的大分子有机物变成为易降解的小分子有机物,提高可生化性.缺氧池的主要作用是去除氮减少水体的富营养化.缺氧池中设置调料作为细菌载体,比表面积大,附着微生物量多,从而增加其处理能力.好氧段混合液回流到缺氧池作为电子接受体,通过硝化作用最终消除氮污染. 好氧曝气段,本阶段是本工艺的关键处理单元.经过厌氧水解后的工业废水,由低部进入接触氧化池.接触氧化池装有组合式填料,污水流经填料层,悬浮物和有机物被截流和吸附,并被填料生物膜上的微生物吸附和降解,有机污染物进一步得到降解.独特的填料结构和填料装填形式使得接触氧化池不易堵塞,也不会产生污泥膨胀等问题.而且填料使用时间长,不必更换.A/O接触氧化法多应用在生化性较好,并对氨氮去除要求较高的废水处理.在工业废水和生活废水处理中应用比较广泛.四.工艺流程说明1.废水调节池:针对化工废水成分复杂及水质不均衡的特点,必须加以均化池调节,以减轻因浓度波动给后续的处理单元造成的冲击负荷.2.HCR池:该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高效射流曝气,物相强化传递,紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点.因此空气转化率高的特点,反应器的容积负荷大,水的停留时间短.污水处理效果好. HCR系统主要包括:集成反应器,两相喷头,气浮池及其配套的管路和水泵等.集成反应器为圆形容器,其外筒两段被封闭,连接着各种管道;内筒两段开口.两相喷头安装在反应器上部的正中央,循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用吸入大量空气.水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的空气分散成细小的气泡.富含溶解氧的污水经导流管达到反应器的底部,又向上反流形成环流,再经剪切取向下射流,如此循环往复运行.于是污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体.出水排入气浮池,部分回流与进水混合.HCR池反应器的特点:(1)系统占地少,基建费用低.(2)空气转化利用律高,容积负荷和污泥负荷高.HCR池的曝气方式采用射流式,并通过垂向循环混合,使溶解氧达到最大值,这一过程实际上吸取深井曝气依靠压头溶氧的优点.高速喷射形成紊流水力剪切,使气泡高度细化均匀,决定了该方式对空气的转化利用率高.具实验测定,其空气氧的转化利用率可高达50%溶解氧含量易保持在5mg/L以上.足够的DO是保证好氧生物处理系统高负荷运行的条件,这也是HCR工艺的优势所在.一般情况下,HCR系统的污泥浓度在10g/L左右.最高可超过20g/L.反应器生物量之大,决定了其负荷值必然高.试验和已有工程的运行结果显示,HCR池的容积负荷最大可达到70kgBOD5/m3.d,小时可达到70kgBOD5/m3.d.其污泥负荷值可以超过6kgBOD5/kgSS.d.(3)固液分离效果好,剩余污泥量少.HCR工艺混合废水中的微生物菌团颗粒小,沉将性能好,这是其显著特点之一,污泥在沉淀池中的停留时间一般在40分钟左右.该工艺降解1kgBOD所产生的剩余污泥量,比其它好氧方法平均减少40%左右,从而大大减少了污泥处理量.剩余污泥量量较少的原因主要有两个:其一.强烈的曝气使微生物代谢速度快,由此引起的生化反应可能加大内源消耗,剩余污泥量相对少;其二,由于反应器中混合废水被高速循环液剪切,微生物的团粒被不断分割细化,团粒内部的气孔减少,使其密度相对增加,总的体积减少.(4)抗冲击能力强:HCR为完全混合型运行方式,原水先于回流废水合流,然后再进入反应器,并立即被快速循环混合.高浓度COD或有毒废水冲击系统时,他们在进入反应器之前实际上已经被稀释,进入反应器后有被迅速混合,使冲击液的浓度大大降低,从而有效的提高了HCR系统抗冲击负荷的能力.此外,强烈的曝气使微生物代谢速度快后,也可减少冲击所造成的部分影响.(5)系统操作灵活简单,处理效果有保障:HCR系统的反应器循环水量,补充曝气量,污泥回流量等都可以根据需要进行调节,便于选择最佳的组合效果.正因为如此,采用HCR工艺容易保证较高的COD去除率.3.初沉池:HCR系统出水经沉淀主要絮凝高浓度活性污泥,部分排入污泥池,部分排入污泥回流井经提升泵至回流,与内循环液混合进入HCR池,以保证HCR池的活性污泥浓度.初沉池采用辅流式沉淀池,污泥的浓缩效果明显好于气浮池.4.A/O生物接触氧化池:考虑本项目进水氨氮较高,生物接触氧化工艺采用A/O法生物脱氮工艺.生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程,一般废水中从在着有机氮,NH3-N和NxO-N等形式的氮,而本工程中以NH3-N和有机氮为主要形式.在生物处理过程中,有机氮被异氧微生物氧化分解,即通过氨化作用转化成为NH3-N,而后经硝化过程转化变为NxO-N,最后经过反硝化作用使NxO-N转化为N2,而逸出大气.本工程生物接触氧化池是利用好氧微生物进行生化处理的构筑物,功能是对废水中含碳有机物进行降解和对废水中的氨氮进行硝化.来自废水中的含碳有机物在此池中进行较为彻底的氧化分解,生成CO2和H2O.好氧池中的填料采用性能稳定的组合纤维填料,该填料不仅比表面积大,且水流特性十分优越,鼓风机采用微孔曝气方式,以使填料上的生物膜在好氧条件下与废水中的有机物充分接触,使得废水中的有机物得以充分氧化.出水通过回流到A段进水端,利用缺氧池兼性反硝化细菌,以部分废水中的有机碳源作为电子供体使水中的硝态氮(电子受体)完成反硝化,从而达到氮的去除.考虑到瞬间高浓度进水,为确保处理效果,本设计在曝气池内增加填料数量以增加微生物载体的表面积及延长接触处理时间.生物接触氧化池出水进二沉池进行泥水分离,浓缩污泥排入污泥池,澄清水达标排放.5.二沉池:由于本项目水量较大,采用斜管沉淀法去除出水中污泥以达到固液分离,去除的污泥排入污泥池.6.污泥处理:好氧污泥及气浮浮渣排入污泥池,经过污泥药剂调理后,通过污泥泵进带式压滤机压滤形成泥饼外运,滤液回流至调节池2.带式压滤机放置于污泥脱水机房,响应辅助设备包括污泥泵,加药调理系统,空压机及其它辅助设备.污泥经脱水后含水率为80%左右.。

HCR工艺处理高浓度氨氮有机废水覃许江;刘康怀;赵文玉;鄢丹;苏祖兴;李春来;张钦库;徐建宇【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2007(027)011【摘要】研究了高效好氧生物反应器(HCR)系统处理高浓度氨氮有机废水的可行性,对影响系统处理效果的因素进行了分析和探讨.结果表明:当进水中氨氮为2 000～2 200 mg/L、COD 500～9000 mg/L、pH 9.5～10.0,系统反应的水力停留时间7.0～7.5 h时,氨氮去除率最高达到72%以上,氨氮容积负荷最高达到4.8 kg/(m3·d)以上,COD容积负荷最高达到21.6 kg/(m3·d).说明HCR系统预处理高浓度氨氮有机废水可行.【总页数】4页(P35-38)【作者】覃许江;刘康怀;赵文玉;鄢丹;苏祖兴;李春来;张钦库;徐建宇【作者单位】桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;广西电力工业勘察设计研究院火电部,广西,南宁,530023;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004;桂林工学院资源与环境工程系,广西,桂林,541004【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.HCR工艺处理有机磷农药废水的试验研究 [J], 赵文玉;靳虹;王启山;赵孟亮;刘康怀2.PNH工艺处理高浓度氨氮废水短程硝化试验研究 [J], 李亮;王敦球;农秋悦;宋云鹏;张文杰3.HCR处理高氨氮有机废水的微生物活性研究 [J], 覃许江;刘康怀;鄢丹;王汉林;苏祖兴4.吹脱—离子交换耦合工艺处理页岩提钒高浓度氨氮废水研究 [J], 郑巧巧;张一敏;黄晶;包申旭5.超声吹脱-吸附工艺处理高浓度氨氮废水 [J], 蒋晓英; 冀云; 赵远; 肖娴; 汤俊彦; 董向阳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

提高HCR池中COD的去除率邓礼洪【摘要】HCR工艺(High Performance Compact Reactor)广泛应用于好氧生化处理技术,其空气氧的转化率高,反应器的容积负荷大,水力停留时间短,是当前所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法.本装置针对有机硅生产系统排放的酸性合苯、甲苯等废水,进行生化处理,本文介绍了通过对生化处理装置HCR反应池进行完善和改造,提高溶解氧含量,不仅降低了能耗,而且提高了COD的去除率,COD去除率由40％提高到65％,提高了设备处理能力,特别是对射流器进行改造和完善,提高暴气量,通过改造,溶解氧含量由2～3％提高到4～5％,COD在HCR池中的去除率也由40％提高到65％以上,能源费用节约50％,改善效果明显.【期刊名称】《资源节约与环保》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】2页(P67-68)【关键词】HCR;溶解氧;含量【作者】邓礼洪【作者单位】中昊晨光化工研究院有限公司四川富顺 643201【正文语种】中文1 背景资料HCR工艺(High Performance Compact Reactor)是德国克劳斯塔尔(Clausthal)工科大学物相传递研究所于80年代发明的。

其原理在于提高反应器的充氧能力和污泥活性来满足短时间内生物快速降解有机污染物的要求，从而实现提高生化反应效率，达到高效率的处理目的。

该工艺的问世是好氧生物处理技术的一个飞跃，它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，具有深井曝气和污泥流化床的特点。

因此，其氧的传递效率明显提高，反应器的容积负荷增大，水力停留时间大大缩短。

HCR工艺是在传统活性污泥法技术基础上发展起来的具有高效特点的污水处理新技术，其设备结构主要由集成反应器、循环泵、两相喷头、沉淀池、以及相应的配套管路系统等部件构成，如图1所示。

图1 HCR工艺流程图其特点在于：①氧传递效率高，反应系统容积负荷高；②布局紧凑、流程简洁、占地面积小、工程造价低；③剩余污泥量少。

好氧工艺对饮料废水去除效果作者：张登华来源：《环境与发展》2020年第12期摘要：采用好氧HCR工艺在饮料废水去除CODcr的效果，原水经UASB处理后水质为CODcr≤750mg/L，处理出水CODcr≤100mg/L。

工程实践表明：该处理系统具有处理效果稳定，运行管理简便，占地面积较小等优点。

关键词：饮料废水;废水处理;好氧HCR工艺中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）12-00-02DOI：10.16647/15-1369/X.2020.12.016Effect of aerobic process on beverage wastewater removalZhang Denghua（Jiangsu Shengtai Environmental Technology Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210000，China）Abstract：The effect of aerobic HCR process on the removal of CODcr in beverage wastewater. After the UASB treatment of the raw water，the water quality is CODcr≤750mg/L， and the treated effluent CODcr≤100mg/L. Engineering practice shows that the treatment system has the adva ntages of stable treatment effect， easy operation and management， and small footprint.Key words：Beverage wastewater;Wastewater treatment;Aerobic HCR process某公司在生产各种饮料（有碳酸饮料和非碳酸饮料，非碳酸饮料有果汁饮料、水果牛奶饮料、茶饮料）过程中会产生了废水，需进行处理方可排放，否则会污染周边的环境，废水的排放量为3 000m3/d，废水经过处理后达到一级排放标准（GB8978-1996），本次论文仅讨论好氧处理工艺段。

好氧生物处理部分一、处理说明............................................................................................................................ - 1 -二、好氧降解反应过程汇总.................................................................................................... - 1 -三、活性污泥法的基本原理.................................................................................................... - 1 -四、去除有机物过程................................................................................................................ - 1 -五、活性污泥法的运行方式.................................................................................................... - 2 -1 推流式活性污泥法.......................................................................................................... -2 -2 完全混合式活性污泥法.................................................................................................. - 2 -3 接触稳定（吸附再生）法.............................................................................................. - 3 -4 延时曝气法(完全氧化活性污泥法） ............................................................................ - 4 -5 氧化沟法.......................................................................................................................... - 4 -5.1 Carrousel式氧化沟 ............................................................................................... - 5 -5.2 Orbal氧化沟.......................................................................................................... - 5 -5.3 交替工作氧化沟................................................................................................... - 6 -5.4 曝气沉淀一体化氧化沟....................................................................................... - 6 -5.5 氧化沟的设计参数............................................................................................... - 6 -6 吸附-生物降解活性污泥法（AB法）.......................................................................... -7 -6.1 AB法的工艺流程及特征 ..................................................................................... - 7 -6.2 AB法的主要特点 ................................................................................................. - 7 -6.3 AB法中A段的特征............................................................................................. - 7 -6.4 AB法中B段的特征............................................................................................. - 8 -6.5 AB法的主要设计参数 ......................................................................................... - 8 -7 序批式活性污泥法（SBR法） ..................................................................................... - 8 -7.1 SBR的工作原理 ................................................................................................... - 8 -7.2 SBR的工艺流程 ................................................................................................... - 8 -7.3 SBR工艺的主要特征 ........................................................................................... - 9 -7. 4 SBR工艺的设计 .................................................................................................. - 9 -8 膜生物反应器（MBR）工艺----Membrane Biological Reactor ................................. - 10 -8.1 膜生物反应器的工作原理................................................................................. - 10 -8.2 膜生物反应器的主要类型................................................................................. - 10 -8.3 一体式膜生物反应器......................................................................................... - 10 -8.4 分离式膜生物反应器......................................................................................... - 11 -8.5 隔离式膜生物反应器......................................................................................... - 11 -8.6 膜生物反应器的主要特点................................................................................. - 12 -六、曝气设备.......................................................................................................................... - 12 -七、进水水质要求.................................................................................................................. - 12 -八、活性污泥降解污水中有机物过程及效率说明.............................................................. - 13 -九、好氧生物处理技术.......................................................................................................... - 14 -5.1 HCR-一种高效好氧生物处理技术............................................................................ - 14 -1 HCR工艺的主要特点........................................................................................... - 14 -2 应用实例及其效果.............................................................................................. - 16 -3 HCR工艺在中国的应用前景分析....................................................................... - 19 -4 几点认识.............................................................................................................. - 19 -5.2 一种好氧生物处理有机废水的新工艺设备-生物曝气滤池 .................................. - 20 -1 工艺概述................................................................................................................ - 20 -2 有机物去除............................................................................................................ - 22 -3 填料........................................................................................................................ - 23 -4 污泥产量................................................................................................................ - 24 -5 反冲洗.................................................................................................................... - 24 -6 氧的利用与需氧量................................................................................................ - 25 -7 工程实例................................................................................................................ - 26 -一、处理说明利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。

12.HCR反应器HCR工艺(High Performance Compact Reactor)是德国克劳斯塔尔(Clausthal)工业大学物相传递研究所于80年代发明的，是第三代生物反应器。

由于该反应器采用高速射流曝气，具有深井曝气和流化床的特点。

HCR通过提高传质速率，以高充氧能力和高污泥活性来满足短时间内快速降解有机物的要求，从而实现高效的目的；其氧的转移率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是一种高效好氧生物处理方法。

该工艺的主要特点是的高径比较大，由于HCR为完全混合型反应器，加上高浓度污泥的协同作用，使进水量和浓度的大幅度波动得以充分缓和，毒害性物质也得到稀释，从而有效提高了HCR系统的抗冲击负荷能力。

HCR系统的反应效率较常规活性污泥法大大提高，接近到纯氧曝气的水平，根据挪威“克瓦纳”公司提供的数据，HCR的容积负荷可达50-70 kg[COD]/m3·d,是常规活性污泥法的10-30倍，反应时间为1-2小时，是常规活性污泥法1/2-1/4,污泥负荷可达5-10 kg[COD]/kg[MLSS]，是常规活性污泥法的2-3倍，因此HCR 系统的反应体积仅为常规活性污泥法的1/50-1/30。

一般HCR工艺所产生的剩余污泥量为0.15-0.2 kg[SS]/ kg[BOD]，比其他好氧方法平均减少40%左右，从而大大减少了污泥处理量。

目前，HCR工艺已在德国、挪威、法国和加拿大等国家应用于造纸废水、酵母生产废水、屠宰废水、化工废水的处理，并取得了较好的效果。

拉维克市雀斯科夫锐兹公司(Treschow-Fritze, Larvik)的半化学纸浆废液，COD浓度高达20000 mg/L，采用HCR工艺处理，容积负荷为80 kg[COD]/(m3·d),COD去除率达到70%，废水中含有过氧漂白污水，但它对于水处理效果没有任何不良影响，其剩余污泥产率约为0.2 kg[SS]/kg[COD]。