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1. 研究目的与意义

我国是13亿人口的大国。众多的人口必然导致密集的生活生产。在这些生产过程中产生大量的废水，使得排入水体的污染物大大超过水体的自净能力。据统计，全国七大水系中一半以上河段水质受到污染，全国1/3的水体不适于鱼类生存，1/4水体不适于灌溉，90%城市水域污染严重，50%城镇水源不符合饮用水标准，40%水源已不能饮用，南方城市总缺水量的60%-70%是由于水源污染造成的。随着2007年入夏以来太湖、滇池、巢湖的蓝藻接连爆发，我国进入了水污染密集爆发的阶段。其中污水的70%-80%直接排放，我国污水的处理能力只占20%左右。在乡镇企业中还存在着严重的污水偷排现象，一方面是因为考虑到污水处理成本，另一方面也是由于污水处理厂的处理能力有限。所以寻求一种经济又高效地处理工业污水的方法是保护水体环境的重要措施。

改革开放以来，中国的工业化进程不断加快，化纤行业是其中典型的代表。化纤污水有极高的cod，高盐度，对微生物有毒性，是典型的难降解水。水质成分复杂，副产物多，反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物，增加了废水的处理难度。化纤污水存在处理后出水难以达到国家排放标准、产生的污泥量大、会造成二次污染、处理成本高等问题。

化纤废水污水治理的技术相对比较成熟，提高处理效率是研究的主流方向。目前，对复合生物反应器工艺参数的确定、所用填料的选择、处理性能的提高等方面是国内外研究的热点之一。本项目所用的一体式生物反应器治理是在普通的活性污泥工艺的曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体，利用载体容易截留和附着生物量大的特点，使曝气池中同时存在着附着相和悬浮相生物，充分发挥两者的优越性，从而提高治理效果，可达到缩小反应器容积或对超负荷运行的传统工艺进行改造以稳定和保证处理效果的目的。监测出水水质，使废弃的化纤废水得到回用，提高水资源的利用率。

2. 国内外研究现状分析

一般情况下，复合式生物处理系统大都保持了原有工艺的主体构造，但是由于填料的加入，使污水处理的机理和效能都大为改变。在这个系统中，微生物生存的基础环境由原来的气、液两相转变成气液、固三相，这种转变为微生物创造了更丰富的存在形式，形成一个更为复杂的复合式生态系统。

在我国，复合式生物处理系统的提出最早是用来解决生物接触氧化法中生物量不足的问题的。例如：河南沈丘利达制革公司的生物处理单元采用活性污泥、生物膜混合气、沉淀一体化系统，在四个曝气池廊道中悬挂组合生物填料，并同时采用sbr的运行方式，获得了满意的处理效果。在过去的几年里，学者们重点就如何优化悬浮载体工艺展开了一系列的研究。吴立波等采用聚氨酯泡沫塑料块作为悬浮载体所构成的复合反应器来处理生活污水；庆良等在传统的活性污泥法工艺中加入废弃轮胎颗粒作为生物载体形成复合生物反应器；王鹤立等人用填充玻璃钢生化填料进行了高效复合式生物反应器处理工业废水的生产性试验研究；盛兆琪等用无纺布卷制成的环柱状填料作为曝气池中的悬浮载体进行研究杨丹、朱亮等用聚氯乙烯短管悬浮填料作为复合生物反应器微生物生长载体,研究其挂膜情况及反应器对有机物、氮、磷的去除效果；毋海燕等采用在悬浮相污泥中投入纤维球填料形成单一复合生物反应器来处理焦化废水。

目前我国在复合生物反应器领域的研究仍处于摸索阶段。生物填料方面或者直接引进国外产品，或者参照国外的相关资料进行简单的技术改进，在填料生物挂膜、气水传质等基本技术机理方面均缺乏深入研究。此外，对生物反应器的生物动力学机理方面也缺乏理论性的探索和研究，大多针对实际污水进行实验室技术探讨性研究，在理论与应用相结合方面，目前还未达到较理想的状态。

3. 研究的基本内容与计划

化纤生产所用化学药剂繁多，最后形成产生的综合废水成份复杂，污染强度大，处理难度大。一体式生物反应器是一种高效膜分离技术和活性污泥法相结合的水处理反应器系统。

此项目是研究在普通活性污泥系统曝气池中投加填料构成复合生物反应器对污水处理效果的影响，通过正交实验探索一体式生物膜反应器处理化纤废水的最佳运行工艺。本研究主要从以下几个方面展开：

(1)在处理普通活性污泥系统的曝气池中投加一定量的乳酸柠檬醛交联壳聚糖填料构成一体式生物膜反应器。

4. 研究创新点

1、从提高废水净化效果，降低处理成本为目的，采用普通活性污泥法与生物膜法相结合的单体式生物反应器处理化纤生产废水，对处理效果进行研究，探索最佳工艺条件；

2、投加的填料是实验室研制的高性能的材料，具有容易截留和附着生物量大的特点，使曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物，提高处理效果。

3、对出水回用于生产工艺或作为回用水源水进行可行性分析，指导实际工程运行过程控制，提供研究基础。