高效、廉价的污水处理工艺是促进污水防治及再生回用的一个重要环节。各种新型污水处理技术的不断涌现,极大繁荣了污水处理市场,但是单一的污水处理技术难以满足不同水质、不同处理要求的需要,截至2008年10月,还没有一种污水处理技术能在时间和空间上同时去除污水中的所有污染物质,多种技术工艺的组合与优化是解决这一问题的必然趋势。
作为一种生物处理新型技术,一体式膜生物反应器技术(SMBR)以占地面积小,处理效率高、操作简单而广泛应用于高浓度及难降解污水的处理中。它对有机物、悬浮固体的去除效果甚佳,但由于SMBR为好氧式生物反应器,其内部厌氧、缺氧微环境较弱,因此反硝化作用远远小于硝化作用,常出现NO3-N的积累,而造成出水总氮(TN)、总磷(TP)的浓度难以达标(RosenbergerS,Kruger U,WitzigR,etal.2002.Performanceofabioreactorwithsubmergedmembranesfor aerobictreatmentofmunicipalwastewater;WaterResearch,36:413-420;ShinJH, LeeSM,JungJY,etal.2005.EnhancedCODandnitrogenremovalsforthe treatmentofswinewastewaterbycombiningsubmergedmembranebioreactor(MBR)andanaerobic upflow bed filter(AUBF)reactor.Process Biochemistry,40(12):3769-3776)。
作为一种生态净化技术,复合垂直流人工湿地技术(IVCW)(专利号:ZL00114693.9)以其低廉的投资运行成本、较高的N、P去除率、简单的管理维护、较好的生态环境效益等诸多优势广泛应用于污水的深度处理或受污染水体的修复。其IVCW中下、上行流通道及植物根区创造了更为多样的好氧、缺氧、厌氧环境,使其脱氮除磷的能力更具优势。但是IVCW存在着占地面积过大、易受季节和温度的影响、待处理污水浓度不宜过高等问题,使其单独用作污水的二级处理颇受限制。
将SMBR与IVCW组合形成生物-生态组合型处理方式,充分发挥两种技术的优势,对提高污水净化效果、降低处理成本将是一种很好的尝试。肖恩荣,吴振斌等(“SMBR-IVCW系统处理高浓度综合污水”,《环境科学学报》,2008,28(8):1785-1792)在应用SMBR-IVCW串联系统处理高浓度综合污水时得到较优的水力负荷组合条件为:SMBR为1000L/d,IVCW为375毫米/天;处理后的出水中COD、TP、NH3-N等指标可达地表水环境质量标准III类,TN<6毫克/升。尽管出水大部分指标可达直接回用标准,但是TN浓度仍然过高。对于进一步优化SMBR-IVCW系统操作条件,降低TN浓度,提高系统的脱氮除磷能力还可进行更深入研究。