反應(yīng)沉淀一體式矩形環(huán)流生物反應(yīng)器(簡(jiǎn)稱RPIR反應(yīng)器)是筆者單位開發(fā)的專利產(chǎn)品，該反應(yīng)器基于經(jīng)典化工傳質(zhì)理論和前人基礎(chǔ)的研究，內(nèi)部設(shè)置巧妙的導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)，使泥水形成自動(dòng)環(huán)流現(xiàn)象，tigao了氧傳質(zhì)效率，促進(jìn)空氣、微生物(活性污泥)和水體三相的接觸反應(yīng)，能夠培養(yǎng)出6000mg/L，甚至高達(dá)10000mg/L的活性污泥。本公司采用的RPIR多功能高效環(huán)流生物反應(yīng)器(本文簡(jiǎn)稱RPIR高效反應(yīng)器)，其外形設(shè)置圓柱狀，內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似RPIR反應(yīng)器，但是預(yù)留了可供選擇的曝氣功能，使本反應(yīng)器既可以在無(wú)氧環(huán)境下使用又可以在曝氣條件下工作。目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)這方面的報(bào)道。為進(jìn)一步tigao對(duì)難降解有機(jī)物的處理效果，通常采用加壓曝氣工藝，但是加壓曝氣的方式易打碎活性污泥，導(dǎo)致工藝后端需要一個(gè)足夠容量的沉淀池讓活性污泥進(jìn)行沉淀。筆者單位結(jié)合了加壓曝氣生物氧化技術(shù)與加壓溶氣氣浮工藝，開發(fā)了一種加壓溶氣生化氣浮反應(yīng)器(本文簡(jiǎn)稱“加壓反應(yīng)器冶)，可以大大縮短水力停留時(shí)間，增加處理量。

　　深圳市某危險(xiǎn)廢物處理站(簡(jiǎn)稱“處理站冶)現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力為300m3/d，主要工藝采用前端厭氧后端MBR的處理方式，目前平均日處理約180噸，但是出水COD和NH3-N經(jīng)常不達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)有處理系統(tǒng)存在兩個(gè)問(wèn)題:一方面，有毒有害物質(zhì)包括氰化物、硫化物和一些油烴類污染物的影響，導(dǎo)致厭氧活性污泥無(wú)法正常大量生長(zhǎng)而處理效率偏低;另一方面，新增了幾股污水源，盡管總處理量并未超過(guò)設(shè)計(jì)容量，但給予原有處理系統(tǒng)更大的壓力，尤其是后端MBR系統(tǒng)，會(huì)因前端處理工藝效率降低，需要更頻繁的反沖洗操作。因此，原污水處理系統(tǒng)急需增加新的工藝分擔(dān)前段工藝流程負(fù)荷，降低后續(xù)處理工藝尤其是MBR膜的進(jìn)水負(fù)荷，并且加強(qiáng)對(duì)有毒有害污染物的抗沖擊性。

　　基于以上內(nèi)容，本文主要研究RPIR技術(shù)結(jié)合加壓反應(yīng)器的生化作用對(duì)難降解有機(jī)廢水的處理效果，考察筆者公司的技術(shù)對(duì)處理有毒、難降解的水污染物的適用性。

　　1、研究?jī)?nèi)容與方法

　　1.1 反應(yīng)器裝置介紹

　　RPIR高效反應(yīng)器由底部通入廢水，在反應(yīng)器下方發(fā)生缺氧反應(yīng)，之后進(jìn)入中間的曝氣區(qū)域發(fā)生好氧反應(yīng)，混合液經(jīng)內(nèi)置的導(dǎo)流板作用實(shí)現(xiàn)液、氣、固分離，同時(shí)部分出水可在外加循環(huán)回流作用下回到反應(yīng)器底部進(jìn)一步發(fā)生生化反應(yīng)。加壓反應(yīng)器的底部與空氣壓縮機(jī)之間通過(guò)氣路連通，加壓生化反應(yīng)和加壓溶氣可在反應(yīng)器中同時(shí)完成，然后污水進(jìn)入釋壓氣浮固液分離單元使污泥和水得到分離。

　　1.2 改造方法

　　原有工藝與改造工藝的工藝流程見圖1所示。在原有2#厭氧池后端增加RPIR高效反應(yīng)器，其出水進(jìn)入3#厭氧池;將6#好氧池改為厭氧池，并在其后端增加加壓反應(yīng)器，將1#好氧池改為MBR池，使整個(gè)處理工藝形成“A/O+A/O冶的整套工藝。

　　新增工藝后，以2#厭氧池出水作為進(jìn)入RPIR多功能高效生物反應(yīng)器的進(jìn)水，并要求終出水水質(zhì)滿足表1所示。以COD去除率作為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)各段反應(yīng)器處理的效果如表2所示。

　　1.3 水質(zhì)分析方法

　　COD測(cè)定方法采用鐘小貓等的COD測(cè)試方法，NH3-N采用HJ535-2009《水質(zhì)氨氮的測(cè)定鈉式試劑分光光度法》，BOD采用HJ505-2009的《水質(zhì)五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定稀釋與接種法》，SS采用重量法，pH采用FE20K-pH儀測(cè)定。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 工程調(diào)試結(jié)果與分析

　　調(diào)試期間重點(diǎn)關(guān)注RPIR高效反應(yīng)器和加壓反應(yīng)器的運(yùn)行結(jié)果。進(jìn)入RPIR反應(yīng)器的水量和水質(zhì)都差別很大，其進(jìn)水liuliang在1.5~10.5m3/h之間，進(jìn)水COD在幾百至幾千范圍內(nèi)變化，超過(guò)了RPIR設(shè)計(jì)的2500mg/L數(shù)值。分別對(duì)80d內(nèi)RPIR反應(yīng)器和加壓生化反應(yīng)器的進(jìn)出水COD的去除效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果如圖2、3所示。由圖2(a)顯示，RPIR反應(yīng)器COD去除量對(duì)應(yīng)的曲線波動(dòng)范圍較廣，分布在0~3025mg/L，平均值為697mg/L。為了分析COD去除量波動(dòng)大的原因，進(jìn)一步結(jié)合RPIR反應(yīng)器的進(jìn)水liuliang和DO數(shù)據(jù)，這80d內(nèi)的進(jìn)水liuliang分布在1.7~10m3/h之間，DO分布在0.45~4.5之間，具體見圖2(b)。

　　綜合圖2(a)、(b)可以發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器對(duì)COD的去除能力與以下三方面都有關(guān)系:

　　(1)COD的進(jìn)水濃度。COD的進(jìn)水濃度劇烈波動(dòng)，且無(wú)規(guī)律性，前35d表現(xiàn)得很明顯，導(dǎo)致個(gè)別COD的出水?dāng)?shù)據(jù)甚至高于設(shè)計(jì)值1900mg/L。

　　(2)進(jìn)水liuliang的差異。

　　調(diào)試前期逐漸tigao進(jìn)水liuliang，中期進(jìn)水liuliang有小范圍的波動(dòng)，是因?yàn)樾枰{(diào)節(jié)liuliang適應(yīng)后端的水位，調(diào)試后期進(jìn)水量達(dá)到10.0m3/h。進(jìn)水liuliang的差異直接影響廢水在反應(yīng)器的停留時(shí)間(HRT)。進(jìn)水liuliang越大，HRT就越短，廢水中的有機(jī)物與微生物沒有足夠的時(shí)間接觸;進(jìn)水liuliang越小，微生物就越能夠與有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)COD去除能力就會(huì)有顯著的tigao。

　　(3)溶解氧(DO)的影響。

　　DO直接影響好氧微生物的活性。當(dāng)DO低于微生物少的需氧量時(shí)，對(duì)COD就幾乎沒有去除效果了，因此盡量使DO高于2mg/L，然而在實(shí)際操作的過(guò)程中，DO較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器泡沫增多，因此在后續(xù)調(diào)試時(shí)特意將DO控制在2.4~3.0mg/L之間。經(jīng)過(guò)調(diào)試，RPIR多功能高效環(huán)流生物反應(yīng)器已經(jīng)滿足了設(shè)計(jì)的要求。