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，曾廣泛地應用于城市污水處理工程中，但傳統(tǒng)PFR最大的缺點是抗沖擊負荷能力差，因而限制了其在印染廢水治理中的應用。為了避免沖擊負荷對生物系統(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，達到相同的底物(BOD)去除率，生物膜系統(tǒng)運行成本較高，CFSTR系統(tǒng)反應時間較長、構筑物容積增大且易產(chǎn)生污泥膨脹。改良后的SPFR系統(tǒng)前半段設計成抗沖擊負荷能力較強但反應推動力相對較弱的多點進水階段曝氣，以承擔底物去除率的前半段，此階段由于底物濃度較高，推動力與傳統(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力學優(yōu)勢。SPFR用于印染廢水治理具有兩個方面的優(yōu)勢——去除效率高和抗沖擊負荷能力強。

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

　　(2)抗沖擊負荷能力強。如果不考慮沖擊負荷的影響，僅從系統(tǒng)的反應動力學來講，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，但印染廢水特點之一是水質成分復雜多變。對于傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)而言，沖擊負荷集中在少量活性污泥上，常導致該部分活性污泥處理能力下降，階段出水變差，進而影響整個系統(tǒng)。對于SPFR系統(tǒng)而言，沖擊負荷由曝氣池中半數(shù)的活性污泥來承擔，盡管其抗沖擊負荷能力不如CFSTR系統(tǒng)，但卻遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)，能夠承受較高的沖擊強度?？傊?，將傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)改良成SPFR系統(tǒng)后，對傳統(tǒng)PFR系統(tǒng)反應動力學優(yōu)勢的削弱不是太大，但卻使其抗沖擊負荷的能力實現(xiàn)了質的變化，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)，而整個系統(tǒng)的排泥則由初沉池排至污泥濃縮池。這個改進雖然不是很大，但卻對整個系統(tǒng)的運行起到了非常關鍵的作用，保證了出水水質的穩(wěn)定性。

　　增加調節(jié)池的使用功能，使調節(jié)池除調節(jié)水質、水量外，還兼有高負荷曝氣池的功能，可去除30％～40 ％的CODCr，降低氧化池處理負荷。減少系統(tǒng)外排污泥量，節(jié)省污泥處置費用。整個系統(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，進而減輕污泥脫水機的工作負荷。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際調查發(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)象嚴重，從而致使二沉池固體負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，當二沉池泥一水界面上升至進口以上時，二沉池出水中懸浮固體的含量就會增加，這就是許多印染廢水處理設施二沉池漂泥現(xiàn)象嚴重的原因之一。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個月的調試后正常投入運行。2001年設計的3萬m3／d處理設施則根據(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，2005年3條線全部建成，并經(jīng)過調試全部正常投入運行。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技術經(jīng)濟分析

　　該系統(tǒng)運行成本1．399元／m3，其中電費0．457元／m3，人工費0．013元／m3，藥劑費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0．065元／m3，管理費和其他費用0．15元／m3，折舊費(按20年)0．314元／m3。

　　6小結

　　(1)  該系統(tǒng)雖然進水水質波動較大，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BOD5<20 mg／L。

　　(2)  工程實踐運行結果表明：經(jīng)過改良的印染廢水處理技術其處理效果、深度以及穩(wěn)定性都有所改善。該項目于2004年被國家環(huán)境保護總局授予全國環(huán)境污染治理設施市場化運營先進企業(yè)及示范項目。

　　參考文獻

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