快速生化污水处理技术的构建及其工程应用

污水处理厂在新建、扩容或提标过程中面临建设用地不够的行业难题。快速生化指单位时间、单位容积的反应器中消解污染物的量比常规生化工艺高出50%以上的生产工艺，可以减少工艺占地面积。清研环境科技股份有限公司首席科学家陈福明在2022年10月22日举办的“先进水技术博览（Part 7）”上做了关于快速生化污水处理技术的构建及其工程应用的报告。

1. 提高污水处理效率的途径

污染物一般通过生化反应去除，并通过分离技术使水澄清。所以加快反应过程或分离过程可以提高污染物去除效率。

（1）加快反应过程

①提高微生物浓度。对于活性污泥法，可通过提高活性污泥浓度加快反应过程；对于生物膜法，可提高生物膜量（浓度）加快反应过程。

②强化混合。通过提高曝气强度、消除水力流动死角以及营造均匀流场等途径可加快反应过程。

③维持微生物生境稳定。生物膜法由于采用固定床，一般可营造稳定的微生物生境，活性污泥法因为污泥回流生境难以稳定。对此，可采用双污泥法，如Dephanox工艺以及A₂N工艺，该法可节省碳源50%、曝气量30%，并且可以降低污泥产量50%。

（2）加快分离过程

①耦合高效分离技术。膜分离、高效沉淀以及反应沉淀一体化等途径可实现活性污泥法的泥水快速分离。

②改变微生物聚集形态。活性污泥法中采用好氧颗粒污泥，生物膜法中使微生物固定化，均可通过改变微生物聚集形态加快分离过程。

2. 快速生化污水处理技术的构建

（1）反应沉淀一体式矩形气升环流反应器（RPIR）

RPIR技术的核心原理是：通过利用气升动力使混合液产生环流强化传质，反应效率高；通过反应沉淀一体化耦合，分离效率高、占地小，并能营造稳定的微生物生境；利用自然沉淀实现高浓度污泥截留、无动力污泥回流。

矩形结构反应器在工程中具有便于放大的有点。

（2）三维固定化生物帘技术（T-Bic）。

T-Bic技术针对目标污染物（COD、氨氮等）定向驯化功能菌群，不断优化调整培养条件，提高功能菌群丰度，使其达到环境丰度的百倍之上。生物填料柔韧多孔，内部纤维交错，具有良好的三维空间结构，便于生物附着。悬挂固定的方式既保证良好的传质效果，又解决了堵塞问题 。

RPIR技术用于江苏省响水县污水处理厂提标改造项目（30000 m³/d），通过直接在好氧池中架设RPIR模块并取消沉淀池，将原有A²/O工艺改造为A²/RPIR工艺，出水从一级B排放标准提升至一级A 排放标准，COD、氨氮和TN稳定达标。此外，RPIR技术还成功应用于深圳市固戍水质净化厂新建扩容（60000 m³/d，准地表Ⅳ）、赣州白塔市政污水处理厂一期（60000 m³/d原位改造+30000 m³/d新建扩容）、武汉东西湖区机场河流域应急处理（130000 m³/d，一级A）等工程。T-Bic技术成功应用于河南省周口市淮阳区王店乡刘庄村污水处理（10 m³/d）、河南省周口市淮阳区王店乡瓦关集村坑塘综合整治（20 m³/d）等工程。

2022年10月22日上午，由中国环境科学学会水处理与回用专业委员会主办，同济大学环境科学与工程学院和四川大学建筑与环境学院协办的技术沙龙“先进水技术博览（Part 7）”（WaterTech.）成功举办。技术沙龙采用网络会议的形式进行，中国环境科学学会水处理与回用专业委员会常务委员、同济大学教授、华东师范大学特聘教授关小红主持了会议。清研环境科技股份有限公司陈福明首席科学家，重庆阁林环保科技有限公司李果总经理分别作了题为《快速生化污水处理技术的构建与工程应用》和《农村生活污水及特种废水资源化利用技术研究与工程示范》的精彩报告，来自水处理领域的专家、学者、工程技术人员和学生等3900人通过腾讯会议、蔻享学术直播、尚云互联直播和中国知网直播等平台参加了此次沙龙。

陈福明

清研环境科技有限公司首席科学家。