SBR

SBR

一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同,SBR技術採用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。

SBRSBR
SBR是序列間歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同,SBR技術採用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。它的主要特徵是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一池,無污泥回流系統。

優點

SBRSBR
1、理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處於交替狀態,淨化效果好。

2、運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉澱,需要時間短、效率高,出水水質好。

3、耐衝擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩衝作用,有效抵抗水量和有機污物的衝擊。

4、工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。

5、處理設備少,構造簡單,便於操作和維護管理。

6、反應池記憶體在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹

7、SBR法系統本身也適合於組合式構造方法,利於廢水處理廠的擴建和改造。

8、脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。

9、工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器,無二沉池、污泥回流系統,調節池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。

工藝形式

SBR工藝
1、間歇式循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS—IntermittentCyclicExtendedSystem)是在1968年由澳大利亞新威爾斯大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比,最大特點是:在反應器進水端設一個預反應區,整個處理過程連續進水,間歇排水,無明顯的反應階段和閒置階段,因此處理費用比傳統SBR低。由於全過程連續進水,沉澱階段泥水分離差,限制了進水量。

2、好氧間歇曝氣系統(DAT-IAT—DemandAerationTank-IntermittentTank)是由天津市政工程設計研究院提出的一種SBR新工藝。主體構築物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成,DAT池連續進水連續曝氣,其出水從中間牆進入IAT池,IAT池連續進水間歇排水。同時,IAT池污泥回流DAT池。它具有抗衝擊能力強的特點,並有除磷脫氮功能。

3、循環式活性污泥法(CASS—CyclicActivatedSludgeSystem)是Gotonszy教授在ICEAS工藝的基礎上開發出來的,是SBR工藝的一種新形式。將ICEAS的預反應區用容積更小,設計更加合理最佳化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應區:生物選擇器、缺氧區和好氧區,容積比一般為1:5:30。整個過程間歇運行,進水同時曝氣並污泥回流。該處理系統具有除氮脫磷功能。

4、unitank單元水池活性污泥處理系統是比利時SEGHERS公司提出的,它是SBR工藝的又一種變形。它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點,一體化設計使整個系統連續進水連續出水,而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統可以靈活的進行時間和空間控制,適當的增大水力停留時間,可以實現污水的脫氮除磷。

5、改良式序列間歇反應器(MSBR—ModifiedSequencingBatchReactor)是C,Y.Yang等人根據SBR技術特點結合A2-O工藝,研究開發的一種更為理想的污水處理系統。採用單池多方格方式,在恆定水位下連續運行。通常MSBR池分為主曝氣池、序批池1、序批池2、厭氧池A、厭氧池B、缺氧池、泥水分離池。

每個周期分為6個時段,每3個時段為一個半周期。一個半周期的運行狀況:污水首先進入厭氧池A脫氮,再進入厭氧池B除磷,進入主曝氣池好氧處理,然後進入序批池,兩個序批池交替運行(缺氧—好氧/沉澱—出水)。脫氮除磷能力更強。

6、SBR工藝與調節、水解酸化工藝的結合SBR工藝採用間歇進水、間歇排水,SBR反應池有一定的調節功能,可以在一定程度上起到均衡水質、水量的作用。通過供氣系統、攪拌系統的設計,自動控制方式的設計,閒置期時間的選擇,可以將SBR工藝與調節、水解酸化工藝結合起來,使三者合建在一起,從而節約投資與運行管理費用。

適用範圍

SBR原理
1) 中小城鎮生活污水和廠礦企業的工業廢水,尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。
2) 需要較高出水水質的地方,如風景遊覽區、湖泊和港灣等,不但要去除有機物,還要求出水中除磷脫氮,防止河湖富營養化。
3) 水資源緊缺的地方。SBR系統可在生物處理後進行物化處理,不需要增加設施,便於水的回收利用。
4) 用地緊張的地方。
5) 對已建連續流污水處理廠的改造等。
6) 非常適合處理小水量,間歇排放的工業廢水與分散點源污染的治理。

設施設備

SBR程式
1、反應池

反應池的形式為完全混合型,反應池十分緊湊,占地很少。形狀以矩形為準,池寬與池長之比大約為1:1~1:2,水深4~6米。
反應池水深過深,基於以下理由是不經濟的:①如果反應池的水深大,排出水的深度相應增大,則固液分離所需的沉澱時間就會增加。②專用的上清液排出裝置受到結構上的限制,上清液排出水的深度不能過深。
反應池水深過淺,基於以下理由是不希望的:①在排水期間,由於受到活性污泥界面以上的最小水深限制,上清液排出的深度不能過深。②與其他相同BOD—SS負荷的處理方式相比,其優點是用地面積較少。
反應池的數量,考慮清洗和檢修等情況,原則上設2個以上。在規模較小或投產初期污水量較小時,也可建一個池。
2、排水裝置

排水系統是SBR處理工藝設計的重要內容,也是其設計中最具特色和關係到系統運行成敗的關鍵部分。目前,國內外報導的SBR排水裝置大致可歸納為以下幾種:

⑴潛水泵單點或多點排水。這種方式電耗大且容易吸出沉澱污泥;

⑵池端(側)多點固定閥門排水,由上自下開啟閥門。缺點操作不方便,排水容易帶泥;

⑶專用設備潷水器。潷水器是是一種能隨水位變化而調節的出水堰,排水口淹沒在水面下一定深度,可防止浮渣進入。理想的排水裝置應滿足以下幾個條件:

① 單位時間內出水量大,流速小,不會使沉澱污泥重新翻起;

②集水口隨水位下降,排水期間始終保持反應當中的靜止沉澱狀態;

③排水設備堅固耐用且排水量可無級調控,自動化程度高。

設計要點

SBR程式
1、運行周期(T)的確定

SBR的運行周期由充水時間、反應時間、沉澱時間、排水排泥時間和閒置時間來確定。充水時間(tv)應有一個最優值。如上所述,充水時間應根據具體的水質及運行過程中所採用的曝氣方式來確定。當採用限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較高時,充水時間應適當取長一些;當採用非限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較低時,充水時間可適當取短一些。充水時間一般取1~4h。反應時間(tR)是確定SBR反應器容積的一個非常主要的工藝設計參數,其數值的確定同樣取決於運行過程中污水的性質、反應器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對於生活污水類易處理廢水,反應時間可以取短一些,反之對含有難降解物質或有毒物質的廢水,反應時間可適當取長一些。一般在2~8h。沉澱排水時間(tS+D)一般按2~4h設計。閒置時間(tE)一般按2h設計。一個周期所需時間tC≥tR﹢tS﹢tD,周期數n﹦24/tC

2、反應池容積的計算

假設每個系列的污水量為q,則在每個周期進入各反應池的污水量為q/n·N。各反應池的容積為:

V:各反應池的容量

1/m:排出比

n:周期數(周期/d)
N:每一系列的反應池數量

SBR參數
q:每一系列的污水進水量(設計最大日污水量)(m3/d)

3、曝氣系統

序批式活性污泥法中,曝氣裝置的能力應是在規定的曝氣時間內能供給的需氧量,在設計中,高負荷運行時每單位進水BOD為0.5~1.5kgO2/kgBOD,低負荷運行時為1.5~2.5kgO2/kgBOD。

在序批式活性污泥法中,由於在同一反應池內進行活性污泥的曝氣和沉澱,曝氣裝置必須是不易堵塞的,同時考慮反應池的攪拌性能。常用的曝氣系統有氣液混合噴射式、機械攪拌式、穿孔曝氣管、微孔曝氣器,一般選射流曝氣,因其在不曝氣時尚有混合作用,同時避免堵塞。

4、排水系統

⑴上清液排除出裝置應能在設定的排水時間內,活性污泥不發生上浮的情況下排出上清液,排出方式有重力排出和水泵排出。

⑵為預防上清液排出裝置的故障,應設定事故用排水裝置

⑶在上清液排出裝置中,應設有防浮渣流出的機構

序批式活性污泥的排出裝置在沉澱排水期,應排出與活性污泥分離的上清液,並且具備以下的特徵:

1)應能既不擾動沉澱的污泥,又不會使污泥上浮,按規定的流量排出上清液。(定量排水)

2)為獲得分離後清澄的處理水,集水機構應儘量靠近水面,並可隨上清液排出後的水位變化而進行排水。(追隨水位的性能)

3)排水及停止排水的動作應平穩進行,動作準確,持久可靠。(可靠性)

排水裝置的結構形式,根據升降的方式的不同,有浮子式、機械式和不作升降的固定式。

5、排泥設備

設計污泥乾固體量=設計污水量×設計進水SS濃度×污泥產率/1000,在高負荷運行(0.1~0.4kg-BOD/kg-ss·d)時污泥產量以每流入1kgSS產生1kg計算,在低負荷運行(0.03~0.1kg-BOD/kg-ss·d)時以每流入1kgSS產生0.75kg計算。

在反應池中設定簡易的污泥濃縮槽,能夠獲得2~3%的濃縮污泥。由於序批式活性污泥法不設初沉池,易流入較多的雜物,污泥泵應採用不易堵塞的泵型。

參數標準

SBR參數
序批式活性污泥法的設計參數,必須考慮處理廠的地域特性和設計條件(用地面積、維護管理、處理水質指標等)適當的確定。

用於設施設計的設計參數應以下值為準:

BOD-SS負荷(kg-BOD/kg-ss·d)0.03~0.4

MLSS(mg/l)1500~5000

排出比(1/m)1/2~1/6

安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深)50以上

序批式活性污泥法是一種根據有機負荷的不同而從低負荷(相當於氧化溝法)到高負荷(相當於標準活性污泥法)的範圍內都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷,由於將曝氣時間作為反應時間來考慮,定義公式如下:

QS:污水進水量(m3/d) CS:進水的平均BOD5(mg/l) CA:曝氣池內混合液平均MLSS濃度(mg/l)

V:曝氣池容積 e:曝氣時間比e=n·TA/24 n:周期數TA:一個周期的曝氣時間

序批式活性污泥法的負荷條件是根據每個周期內,反應池容積對污水進水量之比和每日的周期數來決定,此外,在序批式活性污泥法中,因池內容易保持較好的MLSS濃度,所以通過MLSS濃度的變化,也可調節有機物負荷。進一步說,由於曝氣時間容易調節,故通過改變曝氣時間,也可調節有機物負荷。

在脫氮和脫硫為對象時,除了有機物負荷之外,還必須對排出比、周期數、每日曝氣時間等進行研究。

在用地面積受限制的設施中,適宜於高負荷運行,進水流量小負荷變化大的小規模設施中,最好是低負荷運行。因此,有效的方式是在投產初期按低負荷運行,而隨著水量的增加,也可按高負荷運行。

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