半推流式活性污泥系統(tǒng)(SPFR)是由傳統(tǒng)推流式活性污泥系統(tǒng)(PFR)改良而得。傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)因具有處理深度大、不易產(chǎn)生污泥膨脹、氧利用率高、操作范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，曾廣泛地應(yīng)用于城市污水處理工程中，但傳統(tǒng)PFR最大的缺點(diǎn)是抗沖擊負(fù)荷能力差，因而限制了其在印染廢水治理中的應(yīng)用。為了避免沖擊負(fù)荷對(duì)生物系統(tǒng)的破壞，我國印染廢水生物處理系統(tǒng)多數(shù)采用生物膜系統(tǒng)或完全混合式活性污泥系統(tǒng)(CFSTR)，與PFR相比，達(dá)到相同的底物(BOD)去除率，生物膜系統(tǒng)運(yùn)行成本較高，CFSTR系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間較長、構(gòu)筑物容積增大且易產(chǎn)生污泥膨脹。改良后的SPFR系統(tǒng)前半段設(shè)計(jì)成抗沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)但反應(yīng)推動(dòng)力相對(duì)較弱的多點(diǎn)進(jìn)水階段曝氣，以承擔(dān)底物去除率的前半段，此階段由于底物濃度較高，推動(dòng)力與傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)相比不是很大，SPFR系統(tǒng)后半部仍為PFR系統(tǒng)，以發(fā)揮其在低濃度下的動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢。SPFR用于印染廢水治理具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢——去除效率高和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。

　　(1)去除效率高。印染廢水往往BOD／COD較低，為了達(dá)到較高的COD去除率，生化系統(tǒng)的BOD負(fù)荷一般選取得較低，以便在更多地削減BOD的同時(shí)，降低出水中COD，根據(jù)我院多年的經(jīng)驗(yàn)，在印染廢水生化處理過程中，BOD的去除率一般要達(dá)到90％甚至95％以上。根據(jù)文獻(xiàn)[1]，在污泥同流比為l，底物去除率為90％時(shí)，理想狀態(tài)下SPFR系統(tǒng)、傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)所需反應(yīng)時(shí)間分別是CFSTR系統(tǒng)的45％和38％，SPFR系統(tǒng)、傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢非常明顯。因而在活性污泥生物處理系統(tǒng)中設(shè)置一段“推流式”系統(tǒng)，對(duì)提高底物去除率或減少反應(yīng)時(shí)間是非常有利的。

　　(2)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。如果不考慮沖擊負(fù)荷的影響，僅從系統(tǒng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)來講，SPFR系統(tǒng)、傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)處理印染廢水的優(yōu)勢十分明顯，但印染廢水特點(diǎn)之一是水質(zhì)成分復(fù)雜多變。對(duì)于傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)而言，沖擊負(fù)荷集中在少量活性污泥上，常導(dǎo)致該部分活性污泥處理能力下降，階段出水變差，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于SPFR系統(tǒng)而言，沖擊負(fù)荷由曝氣池中半數(shù)的活性污泥來承擔(dān)，盡管其抗沖擊負(fù)荷能力不如CFSTR系統(tǒng)，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)，能夠承受較高的沖擊強(qiáng)度?？傊?，將傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)改良成SPFR系統(tǒng)后，對(duì)傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)優(yōu)勢的削弱不是太大，但卻使其抗沖擊負(fù)荷的能力實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的變化，從而使改良后的SPFR在印染廢水治理中表現(xiàn)出優(yōu)良的工程化應(yīng)用性能。

　　3．3污泥回流一剩余污泥處理系統(tǒng)

　　污泥回流一剩余污泥處理系統(tǒng)所作的改進(jìn)是將二沉池剩余污泥全部回流至微曝氣兼氧處理系統(tǒng)，而整個(gè)系統(tǒng)的排泥則由初沉池排至污泥濃縮池。這個(gè)改進(jìn)雖然不是很大，但卻對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行起到了非常關(guān)鍵的作用，保證了出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。

　　增加調(diào)節(jié)池的使用功能，使調(diào)節(jié)池除調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量外，還兼有高負(fù)荷曝氣池的功能，可去除30％～40 ％的CODCr，降低氧化池處理負(fù)荷。減少系統(tǒng)外排污泥量，節(jié)省污泥處置費(fèi)用。整個(gè)系統(tǒng)剩余污泥由初沉池排出，初沉池污泥含水率一般較二沉池污泥含水率低，此舉可改善污泥濃縮池的污泥濃縮效果，進(jìn)而減輕污泥脫水機(jī)的工作負(fù)荷。提高二沉池出水穩(wěn)定性，減少二沉池出水中懸浮固體的含量。經(jīng)過多家印染廢水處理廠的實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般印染企業(yè)廢水處理廠多數(shù)存在不愿排泥的情況，曝氣池污泥濃度偏高，污泥老化現(xiàn)象嚴(yán)重，從而致使二沉池固體負(fù)荷的輸入量超過了二沉池面積允許通過的固體通量，二沉池污泥層高度上升，當(dāng)二沉池泥一水界面上升至進(jìn)口以上時(shí)，二沉池出水中懸浮固體的含量就會(huì)增加，這就是許多印染廢水處理設(shè)施二沉池漂泥現(xiàn)象嚴(yán)重的原因之一。將二沉池剩余污泥全部回流至微曝氣兼氧處理系統(tǒng)后，保證曝氣池污泥濃度維持在2．5～3 g／L，曝氣池污泥活性得到改善，二沉池出水穩(wěn)定，極少有漂泥產(chǎn)生。

　　4工程處理效果分析

常州東南工業(yè)開發(fā)區(qū)印染廢水集中處理廠2萬m3／d的一期工程于1999年一次性全部建成，經(jīng)過約2個(gè)月的調(diào)試后正常投入運(yùn)行。2001年設(shè)計(jì)的3萬m3／d處理設(shè)施則根據(jù)入?yún)^(qū)企業(yè)的不斷增加，分3條線(每條線1萬m3／d)分別建設(shè)，2005年3條線全部建成，并經(jīng)過調(diào)試全部正常投入運(yùn)行。根據(jù)廢水處理廠2006年全年監(jiān)測數(shù)據(jù)，本工程處理效果非常穩(wěn)定(見表2)。

　　5技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

　　該系統(tǒng)運(yùn)行成本1．399元／m3，其中電費(fèi)0．457元／m3，人工費(fèi)0．013元／m3，藥劑費(fèi)0．4元／m3(混凝劑0．142元／m3，脫色劑0．248元／m3，廢酸0．01元／m3)，維修管理費(fèi)0．065元／m3，管理費(fèi)和其他費(fèi)用0．15元／m3，折舊費(fèi)(按20年)0．314元／m3。

　　6小結(jié)

　　(1)  該系統(tǒng)雖然進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大，但經(jīng)微曝氣兼氧處理系統(tǒng)處理后，初沉池出水非常穩(wěn)定。微曝氣兼氧處理系統(tǒng)CODCr去除率一般在40％左右，生化系統(tǒng)CODCr去除率>90％，系統(tǒng)出水CODCr<150 mg／L，而此時(shí)BOD5<20 mg／L。

　　(2)  工程實(shí)踐運(yùn)行結(jié)果表明：經(jīng)過改良的印染廢水處理技術(shù)其處理效果、深度以及穩(wěn)定性都有所改善。該項(xiàng)目于2004年被國家環(huán)境保護(hù)總局授予全國環(huán)境污染治理設(shè)施市場化運(yùn)營先進(jìn)企業(yè)及示范項(xiàng)目。

　　參考文獻(xiàn)

　　1  田剛．半推流式活性污泥系統(tǒng)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析．環(huán)境科學(xué)，2000(2)：84~87