文 献 综 述

1.前言

随着现代化工业的发展，有机污染已成为一个全球性问题。尤其是某些化工企业生产过程中产生的高浓度有机废水，如果不经任何处理直接排放，将对水体造成严重危害。因此，对高浓度有机废水的处理应加以重视。

高浓度有机废水成分复杂，COD、BOD、SS含量高且部分含有毒有害物质^[1],难以直接进行生化处理，需大量水进行稀释，但同时会产生大量生化污泥，运行成本高，投资大。处理高浓度废水的常规方法主要有化学处理法、物化处理法和生物处理法，但是采用常规处理方法难以处理或无法满足废水处理的技术和经济要求，使得高浓度有机废水的处理已成为企业废水处理亟待解决的一个难题[2]。由于传统的好氧生物处理方法处理高浓度有机废水需要大量水稀释，能耗高，而厌氧生物处理主要是在无需提供氧的情况下，利用反应器内部的厌氧微生物水解、产酸和产甲烷等阶段降解废水中的有机污染物[3]，其能耗仅为好氧法的1/10，而且能够在有机物厌氧降解的同时产生沼气能源[4]，且耐冲击负荷、产泥少、运行成本低，因此具有较好的处理潜力和经济效益。

2.厌氧折流板反应器

厌氧折流板反应器(Anaerobic Baffled Reactor ,简称ABR)是80年代由MaCarty开发的一种高效新型厌氧反应器[5]。反应器中使用一系列垂直安装的折流板把反应器分隔成串联的几个反应室[6]，废水进入反应器后绕折流板流动经过各个隔室使水流在反应器内流经的总长度增加，加上折流板的阻挡及污泥沉降作用，废水中的有机质通过与微生物的充分接触而去除。所以，在构造上ABR 可以看作是上流式厌氧污泥床的串联，但是在整体上它更趋于推流式[7]。而其独特的结构和液态使得每个反应室都可以培养出与流至该反应室中的污水水质、环境条件相适应的微生物群落[8]，从而导致产酸相和产甲烷相的分离，更充分地发挥厌氧菌群的活性，以提高系统的处理效果。与其它厌氧反应器相比 ,ABR反应器具有结构简单,无三相分离器 ,投资成本和运转费用低 ,无污泥堵塞 ,运行管理方便等优点[9]，同时其水力停留时间短，可采用间歇运行方式，耐水力冲击负荷和有机冲击负荷能力更强[10]。

3.生物接触氧化法

生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。生物接触氧化法技术的实质是将微生物固着生长的填料全部淹没在污水中，并采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供氧化作用所需的溶解氧，并起到搅拌和混合作用。该技术相当于浸没在污水中的生物滤池，又相当于曝气池中充填供微生物栖息的填料。它使池内污水出于流动状态，保证污水与填料充分接触，避免了接触不均的缺陷。该工艺的特点主要有：（1）运行可靠，处理效果稳定，出水水质好。（2）采用水下曝气机作为充氧手段，操作环境无噪声，对居民无不良影响，尤其适用于生活小区的污水处理。（3）采用生物填料，更换方便，有效减少设备占地，降低基建投资。（4）容积负荷高，耐冲击负荷能力强；（5）具有膜法的优点，剩余污泥量少；（6）具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；（7）能分解其它生物处理难分解的物质；（8）容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。目前存在的主要问题是池内填料间的生物膜有时会出现堵塞现象，研究可针对不同的进水负荷控制曝气强度，以消除堵塞。

4 ABR#8212;生物接触氧化组合工艺

本论文采用厌氧折流板反应器#8212;生物接触氧化组合工艺进行高浓度有机废水处理实验研究，在实现去除水中有机污染物的目的的同时，大幅削减剩余污泥量的产生。国内外研究学者对其处理生活污水、印染废水、高浓度有机废水的研究[11]~[13]结果显示：（1）组合工艺对COD的去除效果显著且厌氧阶段在去除COD上起主要作用[14][15]，好氧阶段则进一步保证出水水质达标。（2）由于ABR独特的分室结构，污水与厌氧微生物充分接触，大量的悬浮物即被有效去除，剩余悬浮物被生物接触氧化池的填料有效截留[16]，因而组合工艺对SS去除效果良好（3）氨氮的浓度在经ABR后只是略有降低，主要认为是微生物的同化作用以及厌氧氨氧化作用造成的；而好氧接触氧化池对氨氮的去除效果显著，所以氨氮主要由生物接触氧化池承担去除。总氮主要依靠微生物的同化作用和局部厌氧反硝化作用变成氮气去除[17]。（4）能产生大量沼气能源[18]，可回收利用。（5）组合工艺的产泥量显著低于传统工艺的污泥产量[19]，且剩余污泥脱水性能好。（6）处理成本低，大大节省投资费用，降低能耗。论文主要以ABR工艺和生物接触氧化工艺的工作原理为依据，采用两者耦合工艺对高浓度有机废水直接进行处理，通过试验的方法研究厌氧-好氧法处理高浓度有机废水的各个主要影响因素对处理效果的影响，如温度，pH，碱度，HRT，容积负荷，污泥负荷等，确定最佳操作参数。同时考察装置的剩余污泥量及产气量等指标。以减少剩余污泥产量和增加产气量为目的，优化厌氧反应装置。