复合式生物处理系统的研究在国外已有20多年的历史,该工艺将生物膜工艺与活性污泥工艺有机地融合于同一池中,达到省地和延长污泥龄的目的。
　　随着人口的增长和生产规模的扩大,许多采用活性污泥法的城市污水处理厂都面临着污泥负荷超过设计水平以及出水氮磷不能达标两大问题。这是由于单纯活性污泥法生物硝化脱氮虽然较成熟,但占地面积大,停留时间长,处理效果稳定性较差,泥龄难以控制,且需回流大量污泥。尤其低温时,处理效果更差。生物膜法的生物量大,污泥龄长,抗冲击负荷,具有良好的硝化功能,
　　尤其在低温季节,生物膜法的脱氮效果明显比活性污泥法要好,并且污泥回流量少。但整体来说,传统单一技术脱氮除磷效果不是很好,很难适应社会发展的需要。生物膜-活性污泥复合工艺综合了两者的优点,特别适合脱氮。其原因是长泥龄的生物膜为生长缓慢的硝化菌提供了非常有利的生存环境,达到有效的硝化效果,而活性污泥的泥龄相对较短,主要起去除有机物的作用。这样就避免了普通活性污泥工艺中为了达到硝化目的而不得不延长泥龄,极可能导致污泥膨胀的困境。因此,这种共池工艺的污泥负荷比单纯的活性污泥工艺要低许多,处理效率高,而系统更稳定。在相同污泥负荷下,该工艺则更紧省地而且高效。在复合系统内由于曝气的作用,悬浮状态和填料表面附着状态的微生物处于好氧状态,主要由去除有机物的异养菌和硝化、亚硝化菌组成,这部分细菌起去除有机物、将氨氮氧化为亚硝酸型氮和硝酸型氮的作用。从填料表面的好氧区到填料的内部,由于受到氧转移的影响,形成中间兼氧区、内部厌氧区,存在兼性反硝化细菌,将硝酸盐氮转化成氮气,起到去除总氮的作用。
　　由以上的分析可知,用复合式生物处理系统改造传统活性污泥法,是一种经济高效的途径。
　　1.国内外城市污水厂升级改造
　　利用复合工艺改造曝气池的方式主要有两种。一是在挪威等国家成功应用的多级移动床生物膜法,另一种是使用弹性立体生物填料的悬浮和附着生物相结合的A/O处理工艺(如果需要除磷则需要A/A/O工艺)。它们都不用改变原有工艺的主体构造。
　　国外采用的活性污泥法和生物膜法复合工艺,其典型技术是移动床生物膜反应器(MBBR)。MBBR技术是通过向曝气池内投加悬浮载体的方法,形成生物移动床,充分发挥活性污泥和生物膜的各自优势,达到高效节能的目的。国外已有许多专家、学者对MBBR工艺进行了深入的研究。在过去的10年中,移动床生物膜技术在挪威等西方国家得到了较快发展。由于MBBR可减小现有污水处理系统的体积,易于对现有污水处理厂进行技术改造,且处理效果良好,现在有100多个基于此技术的污水处理厂在世界上的17个国家投入使用或在建造之中,它们主要用于去除市政污水或工业废水中的有机物质及氨氮。MBBR工艺虽然效率高,但由于移动填料价格昂贵,所以其在国内的应用受到很大的限制。
　　而弹性立体生物填料由于其相对低廉的价格,更适合于我国国情。实际应用中,一种安装方式是按屉架形式固定填料,做成单元屉架,吊装入池后固定。不需要增加新的池容,只需适当改造现有曝气池的曝气系统,即可利用A/O工艺达到高效脱氮除磷的目的。
　　大连春柳河污水处理厂改造工程中采用德国林德公司研究开发的LINPOIR工艺,在不增加池容的条件下,提高了原有处理能力。
　　2.结论
　　我国城市污水处理率仅为10%,需要建设大量的城市污水处理厂,但我国城市建设资金远不能满足这方面的要求。复合式生物处理系统的运行稳定可靠,具有极强的抗冲击负荷的能力,同时可有效的脱除氮磷等营养物质,是一种高效的污水处理工艺,配合新型的载体技术,该工艺在除磷和脱氮能力方面仍有潜力可挖,在当今水体富营养化形势日益紧迫的情况下,可以预计,该工艺将会与活性污泥法一样成为城市污水处理厂的主要工艺。运用该工艺,可在现有污水处理厂构筑物基础上,综合考虑各方面因素,投加价格适宜、效果显著的生物载体,收到不增加现有污水处理厂建设规模,却显著提高系统处理能力、稳定性的效果,而且解决了二沉池的问题,以最小的投资升级现有的系统。在我国未来城市污水厂升级改造,复合式生物处理技术将具有极为广阔的应用前景。