反應沉淀一體式矩形環(huán)流生物反應器(簡(jiǎn)稱(chēng)RPIR反應器)是筆者單位開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利產(chǎn)品，該反應器基于經(jīng)典化工傳質(zhì)理論和前人基礎的研究，內部設置巧妙的導流板結構，使泥水形成自動(dòng)環(huán)流現象，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，能夠培養出6000mg/L，甚至高達10000mg/L的活性污泥。本公司采用的RPIR多功能高效環(huán)流生物反應器(本文簡(jiǎn)稱(chēng)RPIR高效反應器)，其外形設置圓柱狀，內部結構類(lèi)似RPIR反應器，預留了可供選擇的曝氣功能，使本反應器既可以在無(wú)氧環(huán)境下使用又可以在曝氣條件下工作。目前，國內外尚無(wú)這方面的報道。為tigao對難降解有機物的處理效果，通常采用加壓曝氣工藝，加壓曝氣的方式易打碎活性污泥，導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。筆者單位結合了加壓曝氣生物氧化技術(shù)與加壓溶氣氣浮工藝，開(kāi)發(fā)了一種加壓溶氣生化氣浮反應器(本文簡(jiǎn)稱(chēng)“加壓反應器冶)，可以大大縮短水力停留時(shí)間，增加處理量。

　　深圳市某危險廢物處理站(簡(jiǎn)稱(chēng)“處理站冶)現有污水處理系統的設計能力為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，出水COD和NH3-N經(jīng)常不達標。現有處理系統存在兩個(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(lèi)污染物的影響，導致厭氧活性污泥無(wú)法正常大量生長(cháng)而處理效率偏低;另一方面，新增了幾股污水源，總處理量并未超過(guò)設計容量，但給予原有處理系統更大的壓力，尤其是后端MBR系統，會(huì )因前端處理工藝效率降低，需要更頻繁的反沖洗操作。原污水處理系統急需增加新的工藝分擔前段工藝流程負荷，降低后續處理工藝尤其是MBR膜的進(jìn)水負荷，并且加強對有毒有害污染物的抗沖擊性。

　　基于以上內容，本文主要研究RPIR技術(shù)結合加壓反應器的生化作用對難降解有機廢水的處理效果，考察筆者公司的技術(shù)對處理有毒、難降解的水污染物的適用性。

　　1、研究?jì)热菖c方法

　　1.1 反應器裝置介紹

　　RPIR高效反應器由底部通入廢水，在反應器下方發(fā)生缺氧反應，之后進(jìn)入中間的曝氣區域發(fā)生好氧反應，混合液經(jīng)內置的導流板作用實(shí)現液、氣、固分離，部分出水可在外加循環(huán)回流作用下回到反應器底部發(fā)生生化反應。加壓反應器的底部與空氣壓縮機之間通過(guò)氣路連通，加壓生化反應和加壓溶氣可在反應器中完成，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(jiàn)圖1所示。在原有2#厭氧池后端增加RPIR高效反應器，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器的進(jìn)水，并要求終出水水質(zhì)滿(mǎn)足表1所示。以COD去除率作為出發(fā)點(diǎn)，設計各段反應器處理的效果如表2所示。

　　1.3 水質(zhì)分析方法

　　COD測定方法采用鐘小貓等的COD測試方法，NH3-N采用HJ535-2009《水質(zhì)氨氮的測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)的測定稀釋與接種法》，SS采用重量法，pH采用FE20K-pH儀測定。

　　2、結果與討論

　　2.1 工程調試結果與分析

　　調試期間重點(diǎn)關(guān)注RPIR高效反應器和加壓反應器的運行結果。進(jìn)入RPIR反應器的水量和水質(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變化，超過(guò)了RPIR設計的2500mg/L數值。分別對80d內RPIR反應器和加壓生化反應器的進(jìn)出水COD的去除效果進(jìn)行監測，結果如圖2、3所示。由圖2(a)顯示，RPIR反應器COD去除量對應的曲線(xiàn)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，結合RPIR反應器的進(jìn)水liuliang和DO數據，這80d內的進(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(jiàn)圖2(b)。

　　綜合圖2(a)、(b)可以發(fā)現，反應器對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)規律性，前35d表現得很明顯，導致個(gè)別COD的出水數據甚至高于設計值1900mg/L。

　　(2)進(jìn)水liuliang的差異。

　　調試前期逐漸tigao進(jìn)水liuliang，中期進(jìn)水liuliang有小范圍的波動(dòng)，是因為需要調節liuliang適應后端的水位，調試后期進(jìn)水量達到10.0m3/h。進(jìn)水liuliang的差異直接影響廢水在反應器的停留時(shí)間(HRT)。進(jìn)水liuliang越大，HRT就越短，廢水中的有機物與微生物沒(méi)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物發(fā)生氧化反應，對COD去除能力就會(huì )有顯著(zhù)的tigao。

　　(3)溶解氧(DO)的影響。

　　DO直接影響好氧微生物的活性。當DO低于微生物少的需氧量時(shí)，對COD就幾乎沒(méi)有去除效果了，盡量使DO高于2mg/L，在實(shí)際操作的過(guò)程中，DO較高時(shí)會(huì )導致反應器泡沫增多，在后續調試時(shí)特意將DO控制在2.4~3.0mg/L之間。經(jīng)過(guò)調試，RPIR多功能高效環(huán)流生物反應器已經(jīng)滿(mǎn)足了設計的要求。