1 概述

工業(yè)廢水來源廣、種類多，隨著工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的提高，工業(yè)廢水中的成分也變得多種多樣。其中的高需氧污染物、有毒污染物使工業(yè)廢水的特點(diǎn)集中體現(xiàn)為三個(gè)方面：高濃度，高氨氮，難降解。

高濃度是指廢水中含有的有機(jī)物較多，其表征為COD值較高，往往過萬。對(duì)于此類廢水單純依靠好氧生物處理是無法實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的。高氨氮是指水中含有NH4+較高，其對(duì)厭氧產(chǎn)甲烷過程有十分強(qiáng)烈的抑制作用。

難降解是指廢水中可直接被微生物利用的成分較少，B/C值較低，不適宜采用生化法處理，往往需要進(jìn)行預(yù)處理來提高其生化性。水處理工作者經(jīng)過多年研究，對(duì)于處理以上單一方面特點(diǎn)的工業(yè)廢水，已有較成熟的工藝。但隨著工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量化及產(chǎn)品的多樣化，現(xiàn)在的工業(yè)廢水往往同時(shí)具有以上三種特點(diǎn)，原有成熟的處理工藝已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足此類廢水達(dá)標(biāo)排放的要求。

與此同時(shí)，公眾的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)于環(huán)境問題日益重視，法律法規(guī)也愈加嚴(yán)格，此類廢水的存在足以羈絆一個(gè)企業(yè)的發(fā)展與壯大，成為每個(gè)面臨此類問題企業(yè)的發(fā)展瓶頸。高效厭氧反應(yīng)器(HAF)+流離生物反應(yīng)器(FSBBR)+ 強(qiáng)化型膜生物反應(yīng)器(MEBR)，對(duì)不同行業(yè)的高濃度，高氮氮難降解工業(yè)廢水進(jìn)行多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，均取得了成功，相關(guān)的治污技術(shù)在實(shí)踐中得到了驗(yàn)證。

該技術(shù)適用于制藥廠污水、化工廠污水、醫(yī)院污水、屠宰廠污水、造紙廠污水、印染廠污水、皮革廠污水等，同時(shí)可根據(jù)不同行業(yè)的廢水特點(diǎn)及水質(zhì)條件進(jìn)行優(yōu)化組合，以達(dá)到最佳處理效果。其與傳統(tǒng)處理工藝相比技術(shù)科技含量高、投入產(chǎn)出比高、建設(shè)時(shí)間短、見效快、占地面積少、實(shí)際運(yùn)行效果顯著。

2 優(yōu)勢(shì)技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 HAF 高效厭氧反應(yīng)器

高效厭氧生物濾池是一個(gè)內(nèi)部填充有供微生物附著的填料的厭氧反應(yīng)器。填料浸沒在水中，微生物附著在填料上。廢水從下部進(jìn)入反應(yīng)器，通過固定填料床，在厭氧微生物的作用下，廢水中的有機(jī)物被厭氧分解。厭氧生物濾池具有較大的抗沖擊負(fù)荷能力，一般以為在相同的溫度條件下，厭氧生物濾池的負(fù)荷可高出厭氧接觸等其他工藝2-3倍，同時(shí)會(huì)有較高的COD去除率。HAF高效厭氧反應(yīng)器具有如下特點(diǎn)：

① COD去除率達(dá)80％以上；

② 快速啟動(dòng)，2周后COD去除率可達(dá)到60％以上，且無需接種厭氧污泥；

③ 常溫下運(yùn)行，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；

④ 不用調(diào)整PH值，節(jié)省藥劑費(fèi)；

⑤ 可間歇運(yùn)行；

⑥ 抗堵塞能力強(qiáng)；

⑦ 無需專人管理。

2.2 FSBBR（Flow Separate Bed Bio-react）流離生物反應(yīng)器

FSBBR是一種生物膜法反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)加入新型的生物填料，生物膜覆蓋在填料表面，有機(jī)物在生物膜內(nèi)擴(kuò)散的同時(shí)被微生物所降解。填料在FSBBR池運(yùn)行的過程中是以厭氧、兼氧、好氧的多變環(huán)境。

2.2.1 技術(shù)概述：

“流離”現(xiàn)象，是一種自然現(xiàn)象，流體在流動(dòng)中總存在著不同的流速快和流速慢的場(chǎng)所，固體物和有機(jī)物膠體在流體的流動(dòng)中，總是由流速快的一側(cè)向流速慢的一側(cè)集中聚集，這種現(xiàn)象稱之為“流離”?！傲麟x”是產(chǎn)生于近年的一種有機(jī)廢水處理的新技術(shù)，這種凈化技術(shù)在無壓力、只需水體稍微流動(dòng)，污水中的漂浮物逐漸集中在流速慢的地方產(chǎn)生流離現(xiàn)象。經(jīng)過無數(shù)次流離作用，使污水中的固形物和有機(jī)物膠體與水分離,最終水在流離生化池中停留幾小時(shí)，而雜質(zhì)停留幾日或幾周，被附著的生物菌生化分解，變成H2O、CO2、N2，只要初沉池把不溶解無機(jī)質(zhì)去除后，就無污泥產(chǎn)生，達(dá)到多種水處理效果，同時(shí)構(gòu)成了流離生化技術(shù)。

2.2.2 流離生化技術(shù)的性能：

填料與水平面所成的角度越小，再分配水流能力越強(qiáng)微生物和有機(jī)物之間接觸也越充分，溶解性CODcr和BOD5去除效果越好。實(shí)際運(yùn)行過程中濾池中的填料可起到流離作用，對(duì)微生物生長(zhǎng)快，啟動(dòng)時(shí)間短，可維持較高的生化量。

2.2.3 工藝特點(diǎn)：

① 由于采用了固定填料，徹底解決了污泥膨脹的問題，且提高了系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力。無需活性污泥培菌，可自行掛膜，對(duì)微生物生長(zhǎng)快，故啟動(dòng)時(shí)間短。

② 填料與進(jìn)水所成角度小，接觸充分，溶解性CODcr去除率高達(dá)70-98％，由于存在填料對(duì)氣泡的切割作用，可以使氧的利用率提高至16％

③ 曝氣系統(tǒng)采用穿孔管，解決了曝氣頭易壞需要更換的難題，節(jié)約投資，維護(hù)簡(jiǎn)單，使用壽命可達(dá)20年。

④ 將HRT和SRT分開，固體停留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20幾天，有利于硝化菌的生長(zhǎng)，有很好的脫氮效果；

⑤ 與傳統(tǒng)的活性污泥法單一的生物群不同，F(xiàn)SBBR工藝中可以形成完整的食物鏈，通過微生物的逐級(jí)降解，徹底的將水中的有機(jī)污染物去除。它與單一生物環(huán)境的根本區(qū)別就在于依靠完整的食物鏈逐級(jí)降解污泥，從而大量的降低了污泥排放量，而產(chǎn)生少量只需要通過污泥泵定期外排運(yùn)出即可，從根本上解決了污泥產(chǎn)生大量異味及處理系統(tǒng)復(fù)雜的操作管理，降低了費(fèi)用。

⑥ 采用新型生物載體，在好氧、厭氧、缺氧段都使用該載體，通過控制良好的混合液回流，在同一構(gòu)筑物中培養(yǎng)出硝化菌和反硝化菌，成功實(shí)現(xiàn)了同步硝化反硝化，提高氨氮去除率增強(qiáng)對(duì)磷的處理能力。

⑦ 同時(shí)由于在載體外部水流速度快，而且大量曝氣，因此整個(gè)池子處在一種好氧的狀態(tài)下，但在載體內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)缺氧及其厭氧的反應(yīng)，這種厭氧的狀態(tài)被整個(gè)的好氧狀態(tài)所包圍，因此該技術(shù)不產(chǎn)生臭氣，從根本上解決傳統(tǒng)工藝上存在的氣味問題。

流離生化遵循四個(gè)原則，則可消除污泥發(fā)生：

① 聚結(jié)固形物，微生物大量繁殖；

② 使聚結(jié)的固形物產(chǎn)生移動(dòng)；

③ 移動(dòng)時(shí)，好氧、厭氧過程多次重復(fù)發(fā)生；

④ 固形物在構(gòu)筑物內(nèi)不斷移動(dòng)，其停留時(shí)間按日單位計(jì)算。

以上四原則判斷如下三種固液分離原理就可以得知：

① 沉淀：分離的固體堆積在池底部無移動(dòng)性能，原封不動(dòng)的單一環(huán)境，故不分解；

② 過濾：被介質(zhì)過濾下來的SS，聚集到一處，其狀態(tài)和沉淀原理一樣，難以移動(dòng)，因此亦不分解；

③ 流離：集中在生物載體內(nèi)，經(jīng)過厭氧狀態(tài)使其水解酸化、流出、再被好氧分解，因此，污泥通過生物載體連續(xù)不斷的流離，產(chǎn)生分解和消化。

以上得知生化流離不需要處理污泥，所以是目前凈化有機(jī)污水工藝中的較理想的方案。FSBBR工藝池內(nèi)的填料采用是新型生物載體，該填料是國(guó)外近年來創(chuàng)立的一種固液分離新技術(shù)。結(jié)合具體情況開發(fā)、研制成功新一代中水、污水處理新技術(shù)，該技術(shù)突破傳統(tǒng)處理方法，施工簡(jiǎn)單，管理方便，基本可實(shí)現(xiàn)無人管理；生物載體與進(jìn)水所成角度小，接觸充分，溶解性CODcr去除率高達(dá)70-98％，對(duì)污水中的油、氮等均有較高的去除率；掛膜容易，脫落快；無需活性污泥培菌，可自行掛膜，微生物生長(zhǎng)快，啟動(dòng)時(shí)間短，可維持較高的生化量；占地面積小，（無沉淀池及污泥處理系統(tǒng)）、投資省，運(yùn)行費(fèi)用較低，自動(dòng)化程度高；載體使用壽命可達(dá)五十年之久；不產(chǎn)生污泥，簡(jiǎn)化了處理流程，無二次污染。由于該工藝有較長(zhǎng)的過流斷面可以大大阻流水體中懸浮物，無需過濾出水可直接達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 MEBR (Membrane Enhanced Bio-React) 強(qiáng)化型膜生物反應(yīng)器

將生物膜反應(yīng)器與膜生物反應(yīng)器相結(jié)合，開創(chuàng)了膜法污水處理的新紀(jì)元。MEBR污水進(jìn)入生物膜反應(yīng)器，利用生長(zhǎng)在生物填料表面的微生物膜降解污染物，使得生物反應(yīng)器出水中的污泥含量大大降低，污泥的沉降性能大大提高，因而可以利用較小的沉淀體積實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)器產(chǎn)水污泥含量大大降低。生物膜反應(yīng)器出水進(jìn)入中空纖維膜分離裝置，由于膜分離裝置的給水中污泥含量被控制在100ppm以下，膜的工作環(huán)境成倍改善，膜的通量也得以明顯提高。通過膜分離裝置截留水中的游離活性細(xì)菌、細(xì)菌尸體、其它懸浮物和部分大分子化合物，使水質(zhì)進(jìn)一步提高。被膜截留的游離活性細(xì)菌、細(xì)菌尸體、其它懸浮物和部分大分子有機(jī)物再全部或部分返回生物膜反應(yīng)器。被膜截留的游離活性細(xì)菌會(huì)在生物反應(yīng)器中被不斷富集。當(dāng)這些活性細(xì)菌被富集到較高濃度時(shí)，它們的生物降解作用就會(huì)明顯的體現(xiàn)出來，以此可以加強(qiáng)了生物反應(yīng)器的效率。被膜截留的細(xì)菌尸體和大分子有機(jī)物會(huì)不斷循環(huán)回到固定床生物反應(yīng)器中，使之在生物反應(yīng)器中停留時(shí)間和濃度成倍地增長(zhǎng)。此時(shí)，固定床生物反應(yīng)器會(huì)逐漸馴化出降解這些物質(zhì)的細(xì)菌菌落，這些細(xì)菌菌落將這些通常隨出水排放的難降解的污染物降解。被膜截留的污泥再返回生物膜反應(yīng)器，通過生物反應(yīng)器降解而減低污泥排量。由此可見膜分離裝置截留物的反饋可以從多方面強(qiáng)化生物反應(yīng)器，提高生物反應(yīng)器的效率。而生物反應(yīng)器效率的提高可以進(jìn)一步提高生物反應(yīng)器出水水質(zhì)，減小膜分離裝置的工作壓力，加強(qiáng)膜分離裝置的處理效果。因此，固定床生物反應(yīng)器和膜分離裝置的結(jié)合可以互相加強(qiáng)，起到較好的處理效果。