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废水处理一体化生物反应器的研究进展 有许多生物处理装置，历史悠久。作为其中之一的新生物处理装置，综合检测器已经使用了20多年。由于投资少、土地面积小、管理运营方便等优点，深受喜爱，在各种废水处理中得到了广泛应用。 1 更早的一体化生物反应 传统的废水处理方法通常由多个单元操作组成,但工艺流程过于复杂,针对此弊端,一体化反应器被提出和逐渐发展起来. 1.1 沉池水净化体系 最早的一体化反应器要数一体化氧化沟,由Pasveer教授1954年在荷兰Voorschoten研制成功,当时虽并未提出一体化的概念,但其却集曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体,并无需建造单独的二沉池.此后,一体化氧化沟的概念在20世纪80年代初由美国提出,然后逐渐发展起来.一体化氧化沟将二沉池建在氧化沟内,减少了20%～30%的占地面积;不设污泥回流泵等相关设施,大幅度节省了基建投资,还可降低能耗和运行费用;管理方便,能承受较大的冲击负荷.其应用迅速而广泛,多用于城市污水的处理,截至2001年,美国已建有近百座一体化氧化沟. 1.2 sbr反应池 到了20世纪70年代,序批式反应器SBR (sequencing batch reactor)开始被研究并发展起来.其最大的特色为只有一个SBR反应池,不但具有一般曝气池降解污染物的作用,还可调节水质水量和固液分离;另外,它提供了一种在时间上进行各种目的的操作方法.由于无需再另设调节池、沉淀池及污泥回流设备,因此简化了工艺,节省了占地面积和投资运行费用;另外还能灵活适应水质的变动;具有耐冲击负荷和反应推动力大、能够有效地抑制污泥膨胀的发生、出水水质好等优点.被国内外广泛应用于生活污水和各类工业、农业污水的处理. 1.3 好氧生物处理法 一体式膜生物反应器是膜生物反应器MBR (membrane bioreactor)中的一类, 1989年首先由日本学者Yamamoto开发出来.它是将膜组件置于生物反应器中进行固液分离,以此代替传统活性污泥法的二沉池.其运行能耗低,能截留大量的生物量,提高处理效率,此外还具有结构紧凑、体积小、活性污泥易于清洗等优点.一体化MBR相比于传统的活性污泥法可大幅度提高出水水质,硝化能力更强,固液分离效果更好,较适用于中小规模的污水处理,广泛应用于生活污水和工业废水的处理.但一体化MBR单位膜的处理能力小,膜的污染较严重,透水率较低.在运行稳定性、操作管理方面和膜清洗更换上不及分置式MBR. 不难看出,这些早期的一体化生物反应器形式较单一,主要将生物反应与固液分离相结合来实现一体化,主体工艺多为好氧活性污泥法,在脱氮除磷方面效果较差. 2 体化生物反应器 社会经济的不断发展导致生活污水及工业废水的污染日趋严重,由于布局分散、数量大,特别适合运行成本低、管理操作简便、占地小的一体化污水生物反应器来处理.因此,结合传统污水处理工艺,在不断的改进下,越来越多的一体化生物反应器被开发出来,并得到了广泛的应用. 2.1 体化反应器中的应用 以活性污泥法为主体的一体化反应器,其抗冲击负荷能力一般较差,能耗大,且有剩余污泥、污泥膨胀等问题,较适合水质水量稳定的生活污水等处理.生物膜法采用细胞固定化技术,生物量大大提高,相对于活性污泥法有较强的抗冲击能力,污泥产量低且沉降性好,动力费用低,管理方便,将其应用在一体化反应器中具有特有的优势. 2.1.1 日处理工艺流程.日 现有较多的一体化反应器采用接触氧化法作为其生化处理部分, 其填料多为组合软填料,质轻、高强、物理化学性质稳定,比表面积大,生物膜附着能力强,污水与生物膜的接触效率高,处理效果好,无污泥膨胀. 如某机场扩建工程污水处理厂采用的一体化污水处理设备是将一沉池、Ⅰ、Ⅱ级接触氧化池、二沉池、污泥池集中一体的设备,可设于地面上,也可埋于地下.其占地面积少,工程投资少,管理、操作简单,出水水质稳定,污泥产量少并易于处理.日污水处理量可达4 000 t/d,进水COD 400 mg/L, BOD 200 mg/L, SS 200 mg/L,出水COD 120 mg/L, BOD 30 mg/L, SS 30 mg/L,达到了排放标准. 2.1.2 生物反应器mbr 华南理工大学的苏国先等结合传统的生物转盘,开发出新一代集成一体化生物转筒反应器IBDR (integral biological drum reactor). IBDR集筛滤池、流量控制器、生物转筒反应器和二沉池于一体,其核心生物转筒反应器利用比表面积大的填料代替传统生物转盘的盘片,可完成污水85%的净化. IBDR工艺简单,易于操作;污泥沉淀性能好,不产生污泥膨胀;具有良好的生物固体截留能力和高的微生物浓度;且生物相分级明显.特别适用于处理对设备的体积、易操作性要求特别苛刻的城市餐饮业污