SBR工藝的共性

1、SBR及改進(jìn)型污水生物處理技術(shù)2-1 概述2-2 SBR工藝的主要特點(diǎn)2-3 SBR系統(tǒng)的工藝設(shè)計2-4 SBR系統(tǒng)的運(yùn)行控制要點(diǎn)2-5 SBR工藝的研究和發(fā)展2-5 SBR工藝的研究和發(fā)展2-5-1 ICEAS2-5-2 CASS2-5-3 DATIAT2-5-4 MSBR2-5-5 UNITANK2-5-6 ASBRChap2 SBR及改進(jìn)型污水生物處理技術(shù)2-1 概述 SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。 傳統(tǒng)SBR

2、的操作過程：進(jìn)水曝 氣曝氣/不曝氣曝氣靜置/不曝氣排水/排泥 污泥活化進(jìn)水期反應(yīng)期沉淀期排水排泥期閑置期進(jìn)水期三種運(yùn)行方式：限制性曝氣：充水結(jié)束再曝氣；非限制性曝氣：邊進(jìn)水邊曝氣；半限制性曝氣：充水后期曝氣。SBR與傳統(tǒng)污水處理工藝不同點(diǎn)： SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式 替代空間分割的操作方式；非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)；靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。SBR特征及特點(diǎn)：主要特征：是在運(yùn)行上的有序和間歇操作。技術(shù)的核心：SBR反應(yīng)池，該池集調(diào)節(jié)、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)特點(diǎn)：處理工序不是連續(xù)的,而是間歇的、周期性的,污水一批一批地順序經(jīng)過進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水,

3、然后又周而復(fù)始。流程：進(jìn)水曝氣沉淀排水為什么要采用SBR工藝？只需用一個反應(yīng)池就能完成全部反應(yīng)、沉淀工序；省去了連續(xù)流工藝中的二沉池；無回流污泥設(shè)施,使處理構(gòu)筑物大大簡化；節(jié)省占地；降低基建投資 。SBR的發(fā)展過程：20世紀(jì)70年代初Irvine教授開發(fā)了傳統(tǒng)SBR；80年代初出現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水的ICEAS工藝；Goranzy教授開發(fā)了CASS和CAST工藝；90年代比利時的SEGHERS公司開發(fā)了UNITANK工藝；我國于80年代中期開始對SBR進(jìn)行研究。傳統(tǒng)SBR工藝： 在一個池子中依時間順序完成進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、排泥全過程,所有的工序都是間歇的； 在操作上,需對各工序進(jìn)行時序控制；至少

4、需要兩個池子交替進(jìn)水；如果要求脫氮除磷,就必須在運(yùn)行周期中增加缺氧、厭氧時段,因而必須相應(yīng)延長運(yùn)行周期 。ICEAS工藝： 設(shè)立預(yù)反應(yīng)區(qū) ，污水連續(xù)進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)；主反應(yīng)區(qū)連續(xù)進(jìn)水,也可同時沉淀、排水；水量較小時,一個池子就能解決問題 ；若要脫氮除磷,也要相應(yīng)延長運(yùn)行周期；容積利用率不夠高,一般未超過60%。沉淀期進(jìn)水影響分離，使進(jìn)水量受到限制。ICEAS工藝：DAT-IAT工藝：需氧池(Demand Aeration Tank)和間歇曝氣池(Intermittent Aeration Tank)。DAT池連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)曝氣，IAT池完成曝氣、沉淀、潷水和排出剩余污泥。格柵進(jìn)水沉砂池DATIAT

5、出水積泥池污泥回流DAT-IAT工藝： 用隔墻將反應(yīng)池分為大小相同的兩個池 ；污水連續(xù)進(jìn)入DAT池,在池中連續(xù)曝氣 ；然后通過隔墻以層流速度進(jìn)入IAT池,在此池中按曝氣、沉淀、排水周期運(yùn)作 ；容積利用率可達(dá)66.7%,減小了池容和建設(shè)費(fèi)用 ；脫氮除磷效果不夠理想 。CAST工藝： 最大改進(jìn)是在反應(yīng)池前端增加一個生物選擇段 ；污水首先進(jìn)入選擇段,與來自主反應(yīng)區(qū)回流的混合液混合,在厭氧條件下,聚磷菌優(yōu)勢繁殖,為高效除磷創(chuàng)造了條件 ；在主反應(yīng)區(qū),混合液的溶解氧0.51.0mg/L,污泥絮體的表面和內(nèi)部將形成不同的溶解氧濃度,于是在池中同時存在好氧和缺氧微環(huán)境,因而產(chǎn)生同時硝化/反硝化 ;間歇進(jìn)水 ，

6、沉淀期不進(jìn)水，間隙排水。CAST工藝：附著生長填料最高水位最低水位出水空氣剩余污泥進(jìn)水回流污泥主反應(yīng)區(qū)生物選擇區(qū)潛污泵三溝式氧化溝： 中溝是曝氣區(qū),兩條邊溝按曝氣、沉淀、排水周期運(yùn)行；污水按時序輪換從邊溝和中溝進(jìn)入,從邊溝排出；在三溝之間水流方向按時序變換；從整個氧化溝來看,進(jìn)水連續(xù),出水也是連續(xù)的；脫氮除磷效果不太理想 ；理論容積利用率約為58% ,實際只有50%左右 。三溝式氧化溝：出水曝氣轉(zhuǎn)刷進(jìn)水ABC導(dǎo)流孔導(dǎo)流孔UNITANK工藝： 將溝形池變?yōu)榫匦纬?，污泥自動回流；循環(huán)流態(tài)變成串聯(lián)的完全混合流態(tài)；機(jī)械曝氣改為鼓風(fēng)曝氣，增加池深；可調(diào)堰或潷水器改為固定堰，簡化出水；占地面積、土建和設(shè)備

7、費(fèi)用顯著降低；但三溝式氧化溝的其他一些缺點(diǎn)仍然存在，如脫氮除磷效果不理想，容積利用率不高等。UNITANK工藝MSBR工藝 ：實質(zhì)是將A2/O與SBR系統(tǒng)串聯(lián)而成，單池多格，省去許多閥門儀表；增加污泥回流，保持較高的污泥濃度；特點(diǎn)是保留工藝共同具有的各種優(yōu)點(diǎn),又設(shè)法實現(xiàn)在一個反應(yīng)池中連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水、常水位運(yùn)行、簡化出水設(shè)施,提高容積利用率,增強(qiáng)脫氮除磷效率,使之成為一種更加完善的工藝。MSBR工藝 ：幾種工藝的比較：傳統(tǒng)SBR間隙進(jìn)水間隙出水變水位運(yùn)行ICEAS連續(xù)進(jìn)水間隙出水變水位運(yùn)行DAT-IAT連續(xù)進(jìn)水間隙出水變水位運(yùn)行CASS間隙進(jìn)水間隙出水變水位運(yùn)行三溝式氧化溝連續(xù)進(jìn)水連續(xù)排水常

8、水位運(yùn)行UNITANK連續(xù)進(jìn)水連續(xù)排水常水位運(yùn)行MSBR連續(xù)進(jìn)水連續(xù)排水常水位運(yùn)行2-2 SBR工藝的共性流程簡單:不設(shè)初沉池、二沉池、回流污泥泵房、消化池和沼氣貯存利用設(shè)施;管理方便:由于處理設(shè)施少,又沒有沼氣系統(tǒng),不存在危險性,管理大大簡化;占地少:是各種污水二級處理工藝中最省的,比常規(guī)活性污泥法減少占地30%50%;SBR工藝的共性：處理效果好:去除有機(jī)物效率高,有脫氮除磷功能,緩沖能力強(qiáng),抗污泥膨脹性能好;基建投資省:規(guī)模10萬3/的污水處理廠基建投資比常規(guī)可節(jié)省10%20%;處理成本低:規(guī)模10萬3/的污水處理廠處理成本低于常規(guī)活性污泥法;設(shè)備國產(chǎn)率高:除自控儀表外(除磷時還有污泥濃

9、縮機(jī)),其余設(shè)備國內(nèi)均可提供。SBR工藝的共性：對自控要求高,人工操作基本上不可能正常運(yùn)行,自控系統(tǒng)必須質(zhì)量好,運(yùn)行可靠;對操作人員技術(shù)水平要求較高,主要是技術(shù)型操作管理,要求操作人員具有一定的文化程度和技術(shù)水平;間歇周期運(yùn)行帶來曝氣、攪拌、排水、排泥等設(shè)備利用率不高,增大了設(shè)備費(fèi)用和裝機(jī)容量。SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)及機(jī)理：優(yōu) 點(diǎn)機(jī) 理沉淀性能好理想沉淀理論有機(jī)物去除效率高理想推流理論提高難降解廢水的處理效率生態(tài)環(huán)境多樣性抑制絲狀菌膨脹選擇性準(zhǔn)則可脫氮除磷，不需新增反應(yīng)器生態(tài)環(huán)境多樣性工藝簡單，無二沉池和污泥回流結(jié)構(gòu)本身特點(diǎn)傳統(tǒng)SBR法的優(yōu)點(diǎn)： 設(shè)施最簡單;操作最簡便;靜止沉淀出水水質(zhì)最好;脫氮除磷

10、效果尚可。傳統(tǒng)SBR法的缺點(diǎn)： 周期較長,池容和排水設(shè)備較大;要脫氮除磷需延長周期,加大排水設(shè)備,增加攪拌;水位變化大,泵揚(yáng)程較高;至少需兩池。 SBR工藝為什么能抑制絲狀菌膨脹？反應(yīng)器中存在較大的濃度梯度。 完全混合式濃度梯度為零 極易發(fā)生 推 流 式濃度梯度較大 不易發(fā)生 SBR理想推流濃度梯度更大 更不易發(fā)生缺氧(或厭氧)和好氧狀態(tài)并存。 進(jìn)水(厭氧/缺氧)曝氣(好氧)沉淀(缺氧)排水(缺氧)閑置(厭氧)反應(yīng)器中有較高的底物濃度，不利于絲狀菌繁殖。泥齡短，比增長速率大，絲狀菌無法大量繁殖。SBR為什么會有較好的脫氮除磷效果？通過好氧條件下增大曝氣量、反應(yīng)時間、與污泥齡，可強(qiáng)化硝化反應(yīng)與脫

11、磷菌過量攝磷；缺氧條件下通過提供有機(jī)碳源作為電子供體，可加快反硝化過程；進(jìn)水階段通過攪拌維持厭氧狀態(tài)，可促進(jìn)脫磷菌充分釋放磷。過程：進(jìn)水，攪拌(厭氧/釋磷)曝氣(好氧/降解有機(jī)物、硝化與攝取磷)排泥(除磷) 沉淀(缺氧/反硝化)排水(缺氧/反硝化)閑置(厭氧/釋磷)，容易實現(xiàn)好氧缺氧厭氧交替的環(huán)境條件。SBR系統(tǒng)的適用范圍：1.中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方；2.需要較高出水水質(zhì)的地方，如風(fēng)景游覽區(qū)、湖泊和港灣等，不但要去除有機(jī)物，還要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養(yǎng)化；3.水資源緊缺的地方。SBR系統(tǒng)可在生物處理后進(jìn)行物化處理，不需要增加設(shè)施，便于水

12、的回收利用； SBR系統(tǒng)的適用范圍：4.用地緊張的地方；5.對已建連續(xù)流污水處理廠的改造；6.非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)廢水與分散點(diǎn)源污染的治理。 給水排水 2001(10) 環(huán)境工程 1996(6)2-3 SBR系統(tǒng)的工藝設(shè)計1.運(yùn)行周期（T）的確定 運(yùn)行周期由充水時間、反應(yīng)時間、沉淀時間、排水排泥時間和閑置時間來確定。2.反應(yīng)池容積的計算污泥負(fù)荷：0.030.4 kgBOD/kgMLSSdMLSS：15005000 mg/l排出比(1/m)： 1/21/6 反應(yīng)池水深過深，是不經(jīng)濟(jì)的： 如果反應(yīng)池的水深大，排出水的深度相應(yīng)增大，則固液分離所需的沉淀時間就會增加；專用的上清液排出裝置

13、受到結(jié)構(gòu)上的限制，上清液排出水的深度不能過深。 反應(yīng)池水深過淺，是不希望的 ：在排水期間，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度受到限制；占地面積大；氧的利用率較低。 3、曝氣系統(tǒng)SBR工藝有機(jī)物的降解規(guī)律與推流式曝氣池類似，推流式曝氣池是空間（長度）上的推流，而SBR反應(yīng)池是時間意義上的推流 ；在反應(yīng)初期，池內(nèi)有機(jī)物濃度較高，供氧速率小于耗氧速率，則混合液中的溶解氧為零 ；隨著好氧進(jìn)程的深入，有機(jī)物濃度降低，供氧速率開始大于耗氧速率，溶解氧開始出現(xiàn) ；曝氣系統(tǒng)的設(shè)計，采用漸減曝氣更經(jīng)濟(jì)、合理一些。 4、排水系統(tǒng) 應(yīng)能既不擾動沉淀的污泥，又不會使污泥上浮，按規(guī)定的流量排出上清

14、液。（定量排水） 集水機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量靠近水面，并可隨上清液排出后的水位變化而進(jìn)行排水。（追隨水位的性能） 排水及停止排水的動作應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，持久可靠。(可靠性) 排水裝置有浮子式、機(jī)械式和不作升降的固定式。 專用設(shè)備潷水器。潷水器是一種能隨水位變化而調(diào)節(jié)的出水堰，排水口淹沒在水面下一定深度，可防止浮渣進(jìn)入。5.SBR工藝排出比（1/m）的選擇 排出比的大小決定了反應(yīng)初期有機(jī)物濃度的高低；初始有機(jī)物濃度低，排出比大，反之則小；當(dāng)有機(jī)物濃度高時，有機(jī)物降解速率大，曝氣時間可以減少。但是，當(dāng)有機(jī)物濃度高時，耗氧速率也大，供氧與耗氧的矛盾可能更大；不同的廢水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上

15、清液就多，宜選用較大的排出比，反之則宜采用較小的排出比；排出比的選擇還與污泥負(fù)荷率、混合液污泥濃度等有關(guān)。 6.SBR反應(yīng)池混合液污泥濃度 混合液污泥濃度大小決定了反應(yīng)器容積的大小 ；當(dāng)混合液污泥濃度高時，所需曝氣反應(yīng)時間就短，反應(yīng)池池容則小，反之池容則大； 混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時間，若污泥濃度高，需要的沉淀時間則長，反之則短； 當(dāng)污泥的沉降性能好，排出比大，有機(jī)物濃度低，供氧速率高，可以選用較大的混合液污泥濃度數(shù)值，反之則宜選用較小的數(shù)值 。7.關(guān)于污泥負(fù)荷率的選擇 污泥負(fù)荷率是影響曝氣反應(yīng)時間的主要參數(shù)；污泥負(fù)荷率的大小關(guān)系到SBR反應(yīng)池最終出水有機(jī)物濃度的高低；當(dāng)要求的出水有

16、機(jī)物濃度低時，污泥負(fù)荷率宜選用低值；當(dāng)廢水易于生物降解時，污泥負(fù)荷率隨著增大；污泥負(fù)荷率的選擇應(yīng)根據(jù)廢水的可生化性以及要求的出水水質(zhì)來確定。 8、SBR與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝的結(jié)合 SBR工藝采用間歇進(jìn)水、間歇排水，有一定的調(diào)節(jié)功能，可以在一定程度上起到均衡水質(zhì)、水量的作用。通過供氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)的設(shè)計、自動控制方式的設(shè)計、閑置期時間的選擇等，可以將SBR工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝結(jié)合起來，使三者合建在一起，從而節(jié)約投資與運(yùn)行管理費(fèi)用。 2-4 SBR系統(tǒng)的運(yùn)行控制要點(diǎn) 1、活性污泥的培養(yǎng)馴化 異步法-先培養(yǎng)后馴化；同步法-培養(yǎng)和馴化同時進(jìn)行或交替進(jìn)行；接種法-利用其他污水處理廠的剩余污泥，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)馴化。 2、 試運(yùn)行 活性污泥培養(yǎng)馴化成熟后，就開始試運(yùn)行，試運(yùn)行的目的是確定最佳的運(yùn)行條件； 混合液污泥濃度、空氣量、污水量、污水的營養(yǎng)情況等都影響活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行；活性污泥法要求在曝氣池內(nèi)保持適宜的營養(yǎng)物與微生物的比值，供給所需要的