王培風(fēng)¹， 胡勇有¹， 陳 英²， 齊 力³?
（1.華南理工大學(xué) 造紙與環(huán)境工程學(xué)院， 廣東 廣州 510641； 2.廣東石油化工高等?？?學(xué)校， 廣東 茂名 525000 ；3.珠海市紅旗區(qū)建設(shè)局， 廣東 珠海 519090）

　　摘 要：目前正在研制及使用的中、低濃度(COD＜1 500 mg/L)有機(jī)污水一體化生化處理反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，提出了此類反應(yīng)器的發(fā)展方向。
　　關(guān)鍵詞：中、低濃度污水； 一體化生化反應(yīng)器； 升流式厭氧污泥床（UASB）?
　　中圖分類號(hào)：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1000-4602(2000)06-0024-02

基金項(xiàng)目：廣東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(970532)

　　城鎮(zhèn)化速度不斷加快而產(chǎn)生的生活污水及工業(yè)廢水的污染日趨嚴(yán)重，特點(diǎn)是批量小、分散廣、水質(zhì)變化大（COD達(dá)300～1 500 mg/L）、收集難度大、需就地處理達(dá)標(biāo)后排放。為此，一些各具特色的中、小型污水處理成套設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生，此類設(shè)備經(jīng)濟(jì)實(shí)用、占地小、操作管理方便，在水污染控制中起了積極的作用。

　　1 應(yīng)用現(xiàn)狀

　　所謂一體化生化處理反應(yīng)器是指生化處理和沉淀過(guò)程在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成的處理設(shè)備。目前國(guó)內(nèi)研制開(kāi)發(fā)的一體化反應(yīng)器按處理程度可分為如下三種：①以預(yù)處理為主。此類反應(yīng)器主要采用物理方法對(duì)污水中的固體雜質(zhì)進(jìn)行分離，同時(shí)也兼顧對(duì)污水中有機(jī)物的降解。如江小林等研制的以“離心—?dú)飧　睆?fù)合過(guò)程為主要處理工藝的污水快速處理裝置 ,主要針對(duì)營(yíng)業(yè)性餐廳廚房?jī)?nèi)可利用空間有限、懸浮性有機(jī)物占污水中全部有機(jī)物量的比例較大等特點(diǎn)，將溶氣的污水引入高速旋轉(zhuǎn)的離心分離器內(nèi)進(jìn)行“離心—?dú)飧　钡膹?fù)合處理。當(dāng)進(jìn)水COD在300～500 mg/L、SS約500 mg/L、停留時(shí)間不超過(guò)20 min的條件下，COD去除率達(dá)60%左右，SS去除率達(dá)80%以上。②以去除COD、BOD、及NH₃-N為主。這類反應(yīng)器的特點(diǎn)是把傳統(tǒng)的城市污水二級(jí)處理工藝組合在一個(gè)設(shè)備里^[2]，其中關(guān)鍵的生化處理部分采用接觸氧化法，根據(jù)接觸好氧池的數(shù)目又可分為單級(jí)和多級(jí)。接觸氧化池的容積負(fù)荷率為1.0～1.5 kg/(m³·d)，污水在反應(yīng)器內(nèi)總停留時(shí)間8 h左右，研究表明多級(jí)比單級(jí)反應(yīng)器處理效果穩(wěn)定。③既能去除COD、BOD，也能除磷脫氮。這類反應(yīng)器的特點(diǎn)是將單級(jí)好氧生化反應(yīng)器的初沉池用一個(gè)厭氧池取代^[3]，或者在厭氧池與好氧池之間再加一個(gè)缺氧池^[4]。反應(yīng)總停留時(shí)間10 h左右，厭氧段的BOD負(fù)荷＜0.18 kg/(kg·d)，TKN負(fù)荷＜0.05 kg/(kg·d)；缺氧段BOD負(fù)荷一般在0.10 kg/(kg·d)以上。這一類反應(yīng)器還有污水、污泥一體化處理的特點(diǎn)，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，造價(jià)低，污水、污泥處理效果好。周琪等人的“厭氧—好氧一體化凈化器”便是此類反應(yīng)器的典型代表^［5］。該反應(yīng)器裝置為圓筒型，內(nèi)筒為上流式厭氧污泥床，外筒為好氧接觸氧化池（內(nèi)置立體彈性填料）及沉淀池，二者用隔板分隔。在HRT＞6.2 h、COD＜400 mg/L、BOD＜150 mg/L、SS＜150 mg/L、NH₃-N為50mg/L左右時(shí)，其處理效果為COD去除率＞85.2%，BOD去除率＞88.6%，NH₃-N為10.6 mg/L左右，出水優(yōu)于國(guó)家綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）。
　　到目前為止，一體化污水處理反應(yīng)器的應(yīng)用落后于研究開(kāi)發(fā)，一些設(shè)置了一體化污水處理反應(yīng)器的地方由于操作、使用不當(dāng)，或操作人員沒(méi)有嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，造成設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中性能不穩(wěn)定、處理效果差、或設(shè)備故障多等現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣使用。據(jù)調(diào)查^[2],只要合理使用，正常操作，上述各種反應(yīng)器在正常運(yùn)轉(zhuǎn)下均能達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996），且處理效果穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)水COD＜1000mg/L，BOD＜500 mg/L，SS＜500 mg/L，NH₃-N＜300mg/L時(shí)，出水水質(zhì)可達(dá)COD＜100 mg/L，BOD＜20mg/L，NH₃-N＜15mg/L。

　　2 存在的主要問(wèn)題

　?、?現(xiàn)有的一體化反應(yīng)器雖然在結(jié)構(gòu)上將多個(gè)工藝合并，組合在同一個(gè)設(shè)備之內(nèi)，但由于各工藝仍然是傳統(tǒng)方法的組合，因而存在結(jié)構(gòu)不夠緊湊、附屬設(shè)備多等缺點(diǎn)，且多數(shù)反應(yīng)器都采用傳統(tǒng)的曝氣方法，動(dòng)力消耗大，氧利用效率低。?
　?、?由于采用傳統(tǒng)的曝氣方式，難以耐受沖擊負(fù)荷，致使設(shè)備對(duì)污水的變化適應(yīng)性差。
　　③ 許多設(shè)備的電氣控制部分安裝在地下，易受潮損壞，而且大多數(shù)設(shè)備和污水處理站沒(méi)有配置電氣控制操作室。選用國(guó)產(chǎn)羅茨風(fēng)機(jī)噪聲大，壽命短，對(duì)周圍環(huán)境造成不同程度的影響。
　?、?多數(shù)一體化反應(yīng)器都是將傳統(tǒng)的城市污水二級(jí)處理流程加以組合，主要以污水中的有機(jī)物為處理對(duì)象，而忽視了除磷脫氮，對(duì)于水體富營(yíng)養(yǎng)化污染日趨嚴(yán)重的今天，顯然是不能滿足要求的。

　　3 發(fā)展方向

　?、?目前已經(jīng)定型的產(chǎn)品大多都是針對(duì)生活污水（COD＜600 mg/L）而設(shè)計(jì)的，而當(dāng)污水中COD＞1 000 mg/L的各種反應(yīng)器的運(yùn)行情況和處理效果卻很少有報(bào)導(dǎo)。從實(shí)用意義上講，小型污水凈化器不應(yīng)僅限于對(duì)生活污水的處理，還應(yīng)對(duì)所接納的污（廢）水的水量、水質(zhì)等方面的變化具備更強(qiáng)的適應(yīng)性。 為此，應(yīng)該在工藝的選擇及各種工藝之間的相互匹配等方面進(jìn)行更多地研究，優(yōu)選出工藝更加合理，對(duì)水質(zhì)及環(huán)境條件適應(yīng)性更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，處理效率更高更穩(wěn)定的中、低濃度污（廢）水一體化處理反應(yīng)器。
　?、?組合工藝應(yīng)盡量采用先進(jìn)、效率高的單元技術(shù)，如目前比較先進(jìn)的、有較高容積負(fù)荷、工藝簡(jiǎn)單且具有一定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器，能夠有效防止堵塞且處理效果較高的流化床工藝；既能減小占地面積又能提高自動(dòng)化控制程度的SBR工藝以及能夠有效地提高氧利用效率且噪音低的射流曝氣技術(shù)等，開(kāi)發(fā)出全新、高效的中、低濃度污（廢）水一體化處理反應(yīng)器。?
　　③ 在進(jìn)行工藝組合時(shí)，應(yīng)對(duì)單一工藝的性能及使用條件等進(jìn)行全面地研究及必要地改進(jìn)。根據(jù)上流式厭氧污泥床（UASB）工藝中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三相分離器以及系統(tǒng)啟動(dòng)緩慢的特點(diǎn)和污泥顆?；杩刂频臈l件等問(wèn)題^［6］，仍需針對(duì)所處理的水質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)地試驗(yàn)研究及優(yōu)化設(shè)計(jì)。一體化反應(yīng)器的好氧部分采用傳統(tǒng)工藝存在能耗大、噪音大、效率低等弊端，采用新型、高效、低噪音的射流曝氣方法時(shí)，應(yīng)考慮如何解決設(shè)備容易堵塞的問(wèn)題。?
　?、?在對(duì)污水進(jìn)行除磷、脫氮時(shí)，微生物對(duì)進(jìn)水的COD、N、P的比例有一定的要求（COD∶N∶P＝100∶5∶1），同時(shí)對(duì)操作條件亦有較高的要求，如pH、溫度、有毒物質(zhì)的濃度等，因此需要在提高系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷、保證出水水質(zhì)等方面下功夫，使得中、低濃度污（廢）水一體化處理反應(yīng)器具備更強(qiáng)的適應(yīng)性和可靠性。?
　?、?污水在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間及反應(yīng)器各工藝段在內(nèi)部結(jié)構(gòu)及整體裝配上的匹配問(wèn)題，將 直接影響整個(gè)設(shè)備的處理效果，因此在研制開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)予以足夠的重視，在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上優(yōu)選出最佳參數(shù)作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)依據(jù)。同時(shí)，作為一體化反應(yīng)器關(guān)鍵部分之一的電氣設(shè)備，在合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，應(yīng)進(jìn)一步提高操作運(yùn)行過(guò)程中的自動(dòng)化程度。

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收稿日期：2000-01-15