王培風¹， 胡勇有¹， 陳 英²， 齊 力³?
（1.華南理工大學 造紙與環境工程學院， 廣東 廣州 510641； 2.廣東石油化工高等專科 學校， 廣東 茂名 525000 ；3.珠海市紅旗區建設局， 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)有機污水一體化生化處理反應器的應用現狀進行了分析，提出了此類反應器的發展方向。
　　關鍵詞：中、低濃度污水； 一體化生化反應器； 升流式厭氧污泥床（UASB）?
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1000-4602(2000)06-0024-02

基金項目：廣東省自然科學基金資助項目(970532)

　　城鎮化速度不斷加快而產生的生活污水及工業廢水的污染日趨嚴重，特點是批量小、分散廣、水質變化大（COD達300～1 500 mg/L）、收集難度大、需就地處理達標后排放。為此，一些各具特色的中、小型污水處理成套設備應運而生，此類設備經濟實用、占地小、操作管理方便，在水污染控制中起了積極的作用。

　　1 應用現狀

　　所謂一體化生化處理反應器是指生化處理和沉淀過程在同一個反應器內完成的處理設備。目前國內研制開發的一體化反應器按處理程度可分為如下三種：①以預處理為主。此類反應器主要采用物理方法對污水中的固體雜質進行分離，同時也兼顧對污水中有機物的降解。如江小林等研制的以“離心—氣浮”復合過程為主要處理工藝的污水快速處理裝置 ,主要針對營業性餐廳廚房內可利用空間有限、懸浮性有機物占污水中全部有機物量的比例較大等特點，將溶氣的污水引入高速旋轉的離心分離器內進行“離心—氣浮”的復合處理。當進水COD在300～500 mg/L、SS約500 mg/L、停留時間不超過20 min的條件下，COD去除率達60%左右，SS去除率達80%以上。②以去除COD、BOD、及NH₃-N為主。這類反應器的特點是把傳統的城市污水二級處理工藝組合在一個設備里^[2]，其中關鍵的生化處理部分采用接觸氧化法，根據接觸好氧池的數目又可分為單級和多級。接觸氧化池的容積負荷率為1.0～1.5 kg/(m³·d)，污水在反應器內總停留時間8 h左右，研究表明多級比單級反應器處理效果穩定。③既能去除COD、BOD，也能除磷脫氮。這類反應器的特點是將單級好氧生化反應器的初沉池用一個厭氧池取代^[3]，或者在厭氧池與好氧池之間再加一個缺氧池^[4]。反應總停留時間10 h左右，厭氧段的BOD負荷＜0.18 kg/(kg·d)，TKN負荷＜0.05 kg/(kg·d)；缺氧段BOD負荷一般在0.10 kg/(kg·d)以上。這一類反應器還有污水、污泥一體化處理的特點，設備構造簡單，節省材料，造價低，污水、污泥處理效果好。周琪等人的“厭氧—好氧一體化凈化器”便是此類反應器的典型代表^［5］。該反應器裝置為圓筒型，內筒為上流式厭氧污泥床，外筒為好氧接觸氧化池（內置立體彈性填料）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，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，出水優于國家綜合排放一級標準（GB 8978-1996）。
　　到目前為止，一體化污水處理反應器的應用落后于研究開發，一些設置了一體化污水處理反應器的地方由于操作、使用不當，或操作人員沒有嚴格遵守操作規程，造成設備在運行過程中性能不穩定、處理效果差、或設備故障多等現象，影響了產品的進一步推廣使用。據調查^[2],只要合理使用，正常操作，上述各種反應器在正常運轉下均能達到國家規定的排放標準（GB 8978-1996），且處理效果穩定。當進水COD＜1000mg/L，BOD＜500 mg/L，SS＜500 mg/L，NH₃-N＜300mg/L時，出水水質可達COD＜100 mg/L，BOD＜20mg/L，NH₃-N＜15mg/L。

　　2 存在的主要問題

　　① 現有的一體化反應器雖然在結構上將多個工藝合并，組合在同一個設備之內，但由于各工藝仍然是傳統方法的組合，因而存在結構不夠緊湊、附屬設備多等缺點，且多數反應器都采用傳統的曝氣方法，動力消耗大，氧利用效率低。?
　　② 由于采用傳統的曝氣方式，難以耐受沖擊負荷，致使設備對污水的變化適應性差。
　　③ 許多設備的電氣控制部分安裝在地下，易受潮損壞，而且大多數設備和污水處理站沒有配置電氣控制操作室。選用國產羅茨風機噪聲大，壽命短，對周圍環境造成不同程度的影響。
　　④ 多數一體化反應器都是將傳統的城市污水二級處理流程加以組合，主要以污水中的有機物為處理對象，而忽視了除磷脫氮，對于水體富營養化污染日趨嚴重的今天，顯然是不能滿足要求的。

　　3 發展方向

　　① 目前已經定型的產品大多都是針對生活污水（COD＜600 mg/L）而設計的，而當污水中COD＞1 000 mg/L的各種反應器的運行情況和處理效果卻很少有報導。從實用意義上講，小型污水凈化器不應僅限于對生活污水的處理，還應對所接納的污（廢）水的水量、水質等方面的變化具備更強的適應性。 為此，應該在工藝的選擇及各種工藝之間的相互匹配等方面進行更多地研究，優選出工藝更加合理，對水質及環境條件適應性更強，結構更加緊湊，處理效率更高更穩定的中、低濃度污（廢）水一體化處理反應器。
　　② 組合工藝應盡量采用先進、效率高的單元技術，如目前比較先進的、有較高容積負荷、工藝簡單且具有一定運行經驗的上流式厭氧污泥床（UASB）反應器，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等，開發出全新、高效的中、低濃度污（廢）水一體化處理反應器。?
　　③ 在進行工藝組合時，應對單一工藝的性能及使用條件等進行全面地研究及必要地改進。根據上流式厭氧污泥床（UASB）工藝中結構復雜的三相分離器以及系統啟動緩慢的特點和污泥顆粒化所需控制的條件等問題^［6］，仍需針對所處理的水質進行系統地試驗研究及優化設計。一體化反應器的好氧部分采用傳統工藝存在能耗大、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，應考慮如何解決設備容易堵塞的問題。?
　　④ 在對污水進行除磷、脫氮時，微生物對進水的COD、N、P的比例有一定的要求（COD∶N∶P＝100∶5∶1），同時對操作條件亦有較高的要求，如pH、溫度、有毒物質的濃度等，因此需要在提高系統的耐沖擊負荷、保證出水水質等方面下功夫，使得中、低濃度污（廢）水一體化處理反應器具備更強的適應性和可靠性。?
　　⑤ 污水在反應器內的停留時間及反應器各工藝段在內部結構及整體裝配上的匹配問題，將 直接影響整個設備的處理效果，因此在研制開發產品時，應予以足夠的重視，在大量試驗研究的基礎上優選出最佳參數作為產品的設計依據。同時，作為一體化反應器關鍵部分之一的電氣設備，在合理、安全、可靠的設計基礎上，應進一步提高操作運行過程中的自動化程度。

參考文獻：
［1］ 江小林等.餐廳污水快速預處理方法研究［J］.給水排水，1999,25(3)：6-8. ?
［2］ 曹瑞鈺等.組合式生活污水處理設備的發展和分析［J］.中國給水排水，1997,13(4)：26-27.
［3］ 王凱軍等.水解—好氧生物處理工程應用實例［Ｊ］.環境工程，1991,(4)：3-6.
［4］ 楊秀山等.厭氧—缺氧—好氧處理城市廢水［Ｊ］.環境科學，1993,14（6）：38-42.
［5］ 周琪等.厭氧—好氧一體凈化器處理生活污水的研究［Ｊ］.同濟大學學報，1995,(4)：398-402.?
［6］ 姚剛.上流式厭氧污泥床性能的研究［Ｊ］.中國給水排水,1994,10(1):7-10. ?

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收稿日期：2000-01-15