4年多来，Lenzing公司就致力于将混合搅拌和分离膜污水净化技术结合在一起，生产用于有机污水净化处理的混合膜分离集成反应器（IM-MS）。从那时起，这些污水净化处理设备不仅带来了前所未有的降解效率和低能源成本，而且还连续不断地运行了52个月的时间。

大约10年前，奥地利上奥地利州小镇中的Lenzing技术公司就已经面对这样的现实：由于生产过程中硫酸排放指标的限制不可能再像以前一样简简单单地扩大企业的生产能力了。若不采取有效措施清除污水中的硫酸是不可能继续扩大生产能力的。“因此，我们在污水的有氧降解中使用了石膏沉淀，后续连接一个厌氧降解污水处理设备，以便减少排放污水中的硫酸含量。”Lenzing技术公司负责污水净化处理的Stefan Baumgärtner先生在介绍采用IM-MS（结合混合搅拌和分离膜污水净化技术的混合膜分离集成反应器）工艺之前时说道。但很快他就知道，市场上高硫酸含量污水处理设备的技术水平不太高，这使得Baumgärtner先生对他们的高硫酸污水处理技术的钻研更加积极了。于是，Lenzing技术公司聘请了环境保护专家共同开发新的污水净化技术。

图1 Lenzing技术公司以其开发的IM-MS污水净化设备（图中所示是2008年建成投产的设备）而获得了2012年度ACHEMA国际展览会中PEOCESS杂志颁发的“能源和绿色技术”组的创新奖

为了满足纤维生产排放污水提出的特殊要求，就必须打破传统厌氧技术的限制。在传统的有机污水净化处理工艺中，厌氧菌菌落颗粒的形成是传统厌氧污水净化技术的前提条件，但Lenzing技术公司所采用的有机污水净化技术远远地突破了这一“法则”。“在我们开发的有机污水净化技术中，厌氧菌菌落颗粒的形成不是必不可少的，即使只有片絮状的厌氧菌菌落也可以有效地净化污水。”Lenzing技术公司经理Herbert Hummer先生介绍说道。实际上，在对后续污水净化工序进行优化之后，有机污水的净化能力可比传统的IC污水净化技术提高40%~50%，同时也能明显地降低能源消耗。

厌氧污水净化技术

在厌氧污水净化技术中，高污染工业污水的净化是在排除空气影响的环境下进行的。与有氧污水净化不同，厌氧污水净化的大多数碳不是转化为生物质，相反主要是转化为有用的生物沼气。厌氧降解一般是在多个降解过程中完成的。在水解和酸化之前，首先要把长链分子分解为较短的片段。在进一步的厌氧降解过程中，通过醋酸的生成，最终把含甲烷的生物质转变成CH4和CO2。污水中所含有的硫化合物经硫酸还原的细菌转变为H2S。污水净化过程中的参数，例如温度、酸碱度、氧化还原值和营养物质应根据优化的降解工艺进行调节控制。这种厌氧污水净化技术的优点，是由于利用了生物沼气和省略了污泥脱水、污泥排污处理等工艺过程而更加节能。

图2 Lenzing技术公司经理，创新设备的研发人Herbert Hummer先生强调说道：“当您看到这一设备的规模时，会对它巨大的污水净化能力感到惊讶。”

IM-MS设备的工作原理

IM-MS污水净化工艺方法与传统的厌氧污水净化技术最大的区别在于有着内置的混合器。这一内置混合器安装在反应器的内部，有着很高的、满足高污染工业污水净化处理所需的混合搅拌速度。它不需要循环泵，因此反应设备工作时的能源消耗也就明显低于常规的污水净化设备了。由于搅拌装置采用的是双曲面叶片的搅拌机，因此不会在搅拌后出现浓度梯度，反应器的底部是均匀搅拌、混合介质。在一个非常稳定的环境中开始污水的氧化还原反应，但也不会因液体成分的局部差异而影响整个污水净化过程。
厌氧反应设备的整个高度较低，这与传统厌氧反应塔高而细长的造型完全不同。根据所处理的污水可以选择使用任何一种有针对性的耐腐蚀处理。为了保证较低的投资费用，反应设备可以利用经济的混凝土材料来建造，涂覆一层塑料防护层即可。反应设备中的分离膜可以把气体、液体和固体介质分离出来。反应过程中形成的气体在分离膜处与分离膜所夹带的生物质分离开来，从中央的开口处向上排出，而所生成的生物质仍然保留在反应设备内部。若气体夹带着少量的生物质一同上升，则会积留在分离膜的上表面。分离膜表面在上升微气泡的冲撞下会产生轻微的震动，这样就可以更加有效地把污水流动和沉积在分离膜表面上的污泥抖落下来，下沉到反应设备的底部。这样，净化处理后污水中所夹带的污泥量就降低到了最低的程度。在反应设备内部也有多个层次的污泥沉积检测装置，利用这些检测仪器可以对反应设备中污泥的分布情况进行探测——利用搅拌机的转速来影响污泥的分布。由于沉降区位于反应设备的上部，因此澄清池中可以省略机械性刮板等设备。IM-MS设备既可适用于颗粒状污泥，也可适用于片絮状污泥。

小结

IM-MS污水净化技术省略了排污处理反应和停机损失。通过反应设备内部的搅拌混合装置和申请了专利技术保护的污泥沉降系统可以有效避免导致污水处理设备停机检修的分离膜污泥沉积和堵塞。负责工程设计的Hummer先生说道：“这一创新技术是非常有效和非常稳定的。在IM-MS设备安装使用52个月之后，这一设备一直在不间断地运行之中，完全没有出现故障。”