FY型碱加药液下泵之污水处理--间歇式活性污泥法-上海意海污水泵厂荐

第一版 引言

　　水污染已经是跨国度、遍布整个流域的流域性水污染问题。当水资源短缺到成为全球面临的严重问题时,污水经过适当的处理进行回用和水的循环,已经成为全世界的意识。随着污水排放量的不断增加,由于技术、经济条件的限制,许多污水均未做到达标排放。SBR法（间歇式活性污泥法的简称）工艺符合污水处理过程中简易高效、节能、灵活和多功能的要求,又符合低建设费用、低运行费用、低操作管理需求和二次污染物排放少的技术要求。是一种比较先进的技术。
第二版 SBR工艺及其特点

　　间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process缩写为SBR活性污泥法),又称序批式活性污泥法，是将初沉淀池出流水放流到曝气池,按时间顺序进行进水、生化反应(曝气)、泥水沉淀、出水排放上清液、待机(闲置)等基本操作,从污水的流入开始到待机时间结束称为一个操作周期,这种操作周期周而复始反复进行,从而达到不断进行污水处理之目的。

　　SBR法的一般流程如图1所示。

　　间歇式活性污泥法的特点

　　SBR法不同于传统的活性污泥法,在流态及有机物降解上是空间推流的特点,具有以下几个特征:

　　(1)无二次沉淀池和污泥回收设备等,工艺设备简单,基建费低和运行费用低,维护管理方便。

　　(2)SBR用于工业废水处理,不需要设置流量调节池。

　　(3)在厌氧状态下,污泥的SVI值较低,污泥易于沉淀,
不易产生污泥膨胀。

　　(4)在反应器的一个运行周期中,调节SBR运行方式,可同时具有去除BOD和脱氮除磷的功能。

　　(5)耐冲击负荷,处理有毒或高难度有机废水的能力强,处理有机物效率高,处理水水质优于连续式活性污泥法。

　　(6)系统本身适用于组件式构造方法,有利于废水处理厂的扩建与改造。

　　SBR工艺与普通活性污泥法工艺的最大不同,是在普通活性污泥法工艺中各反应操作过程(如曝气、沉淀等)分别在各自的单元(构筑物)进行,而SBR工艺中,各反应操作过程都在同一池中完成,只是依时间的变化,各反应操作随之变化。
 
第三版 SBR工艺的影响因素

　　SBR工艺同时具有去除BOD、生物脱氮除磷的功能,影响其脱氮除磷的主要因素有以下三个方面:

　　(1)易生物降解的基质浓度:如何设法提高厌氧条件下聚磷菌的释磷是达到高效除磷的重要条件。通常以BOD5/TP(总磷)的比值来作为评价指标,一般认为BOD5/TP>20,则磷的去除效果较稳定。

　　(2)NO3·N对脱氮除磷的影响:应尽量降低曝气池内进水前留于池内的NO3·2N浓度,主要靠好氧曝气停止后沉淀、排水段的缺氧运行。如反硝化彻底,残留的NO3·N浓度很小,同时也提高了氮的去除率,反之亦然。

　　(3)运行时间和DO的影响:运行时间和DO是SBR取得良好脱氮除磷效果的两个重要参数。进水工序的厌氧状态,DO应控制在0.3～0.5mg/L,以满足释磷要求,易生物降解基质浓度较高时则释磷速率快,当释磷速率为9～10mg/(gMLSS·h),水力停留时间大于1h,则聚磷菌体内的磷已充分释放。好氧曝气工序DO应控制在2.5mg/L以上,曝气时间4.0h为宜。好氧曝气之后,沉淀、排放工序均 第四版 SBR工艺的新发展（一）

　　由于常规SBR工艺在一个池子中按时间顺序依次进行,所有工序间歇进水与排水给操作带来麻烦,而且至少需要两个池子交替进水。而对出水水质要求脱氮除磷,就必须在运行周期中增加缺氧、厌氧时段,所以必须延长运行周期,增大了池容。因而在工程应用实践中,SBR传统工艺逐渐发展成了各种新的形式,但仍保留着常规SBR工艺的优点和序批处理周期运行的特点,以下分别介绍几种主要的SBR的改进工艺。

一、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)

　　ICEAS工艺于20世纪80年代初在澳大利亚兴起,工艺的基本单元是由处于缺氧状态的预反应区和主反应区为一组的反应器。

　　ICEAS最大的特点是SBR反应器前部增加了一个生物选择器,使系统选择出适应废水中有机物降解、絮凝能力更强的微生物,防止产生污泥膨胀,使活性污泥在选择器中经历一个高负荷的吸附阶段(基质积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段,以完成整个基质降解的全过程。在主反应区内依照曝气、搅拌、沉淀、滗水、排泥程序周期循环运行,在每周期内曝气、搅拌应反复进行3～4次,使污水在好氧、缺氧、厌氧不断交替的条件下完成对有机污染物的降解,同时达到脱氮除磷的目的。

　　ICEAS的优点是采用连续进水系统,可以减少运行操作的复杂性,是一个适用于较大规模的污水处理装置。这种系统在处理市政污水和工业污水方
面比传统的SBR系统费用更省、管理更方便。

　　覃东明采用ICEAS法处理广州市某大型餐饮污水处理工程最终出水CODCr降至24.2mg/L,各项指标均达到广东省(水污染物排放限值)DB44/26～2001第二时段一级排放标准。针对餐饮业繁荣的现状,这种运行费用低、处理效率高、管理简单的污水处理工艺极具推广价值。

二、CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺

　　CASS工艺是在ICEAS的基础上开发出来的,并推广应用的SBR改进工艺。通常CASS一般分为三个反应区:一区为生物选择器、二区为缺氧区、三区为好氧区,三者的容积比一般为1:5:30。CASS生物选择器和缺氧区的设置和污泥回流的措施,保证了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷(S0/X0)阶段,从而有利于系统中絮凝体细菌的生长,进一步有效的抑制丝状细菌的生长和繁殖,并可以起到控制污泥膨胀、增强有机物的去除率和除磷脱氮的作用。

　　CASS工艺与ICEAS的主要区别是污泥负荷不同。ICEAS属周期循环延时曝气范畴,污泥负荷通常控制在0.04～0.05kgBOD5/(kgMLSS·d)之间,但以此负荷进行设计,其工程投资与其他生物处理方法相比几乎没有优势。而CASS工艺的污泥负荷为0.1～0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)或再高一些CASS工艺仍能达到与ICEAS工艺相当的去除效果,而且有利于形成絮凝性能好的污泥;而负荷的提高使CASS工艺的投资比ICEAS节省25%以上。

　　万红采用CASS-SBR工艺处理6-APA制药废水的效果良好,能提供极均衡的缺氧、厌氧及好氧条件,COD、BOD5、SS去除率均可达到98%以上。

　　泰山国际学校的生活污水生活污水可生化性好,但N、P含量较高,必需经过脱氮除磷。采用CASS工艺与过滤和CIO消毒技术相结合进行处理,对COD、BOD5、SS、NH4·N去除率高,完全达到回用水标准。该工艺脱磷除氮不需外加药剂,运行费用省,污泥沉降效果好,不发生污泥膨胀。而且在该工程中自动化程度高,管理方便,减轻了污水站工作人员的劳动强度,只需1～2人。

三、CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)循环式活性污泥法

　　CAST工艺是一种循环式活性污泥法,整个工艺为一间歇式反映器,在此反应器中工艺过程按曝气和非曝气阶段不断重复,将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。

　　CAST反应池的运行是间歇性的和周期性的循环操作,一般运行周期为4h,其中曝气2h,沉淀1h,排水1h,但运行周期可根据水质水量波动作适当的调整。当有冲击负荷时,可以通过延长曝气时间、增加循环周期的时间来适应负荷的冲击,保证处理效果。CAST系统的脱氮除磷效果优于CASS。
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　　孙继龙等采用混凝沉淀+CAST工艺处理毛纺织印染废水的工程实例证明,CAST工艺处理毛纺织印染废水具有技术可靠、操作简单、便于管理等优点。出水水质符合《纺织染整工业水污染排放标准》I级排放标准。同时CAST工艺产生污泥量较少,污泥性质稳定。具有良好的沉降、絮凝脱水性能,调试至今未发生污泥膨胀现象,出水水质稳定。
 
为缺氧状态,DO不高于0.7mg/L,时间为2h左右为适宜。

第五版 SBR工艺的新发展（二）

四、UNITANK(一体化活性污泥)工艺

　　原污水经格栅与沉淀池预处理后连续进入UNITANK反应池,该反应池有三个矩形池相连组成,三个池水流相连通,每个池中均设有曝气供氧设备,可采用鼓风曝气或表面机械曝气,并配有搅拌。在外边两侧矩形池,设有固定出水堰与剩余污泥排放口。外边的两侧矩形池交替作为曝气池和沉淀池,而中间一个矩形池只作曝气池。连续进入该系统的污水,通过控制进水闸可分时序分别进入三个矩形池中任意一个,采用连续进水、出水、周期交替运行。

　　UNITANK系统除保持原有SBR的自控以外,还具有滗水简单、池子构造简化、出水稳定、不需回流等特点,而通过进水点的变化可达到回流和脱氮
除磷的目的。

　　广州市猎德污水处理厂二期工程采用UNI-TANK新工艺,经过近一年的试运行后污水处理效果稳定,已基本达到设计出水水质、水量要求。对珠江西航道及前航道市区段水质有明显改善,对保护广州珠江西航道饮用水源二级保护区、净化珠江水质有重要作用,其环境及社会效益非常显著。

五、DAT-IAT(Demand Aeration Tank-Interm ittent Aeration Tank)工艺

　　该工艺是连续进水、连续、间歇曝气工艺,由DAT和IAT双池串联组成,DAT池连续进水、连续曝气(也可间歇曝气);IAT池连续进水、间歇曝气,排水和排泥均从IAT排出。

　　每组反应池中DAT池和IAT池容积相等,中间设两道导流墙,两道导流墙之间为导流区,其宽度为1.5m左右。污水从DAT池首端连续进入,立即与从IAT回流来的混合液和原池中的混合液充分混合,为完全混合状态。然后混合液经第一道导流墙靠近水面处的导流孔进入导流区,由上往下流动,使活性污泥絮凝,有利于活性污泥在IAT池进行沉淀,同时在导流区可散除混合液中的气泡,以免干扰IAT池沉淀时段的污泥沉淀。混合液经第二道导流墙底部导流孔以很低的流速从底部流入IAT池,很低流速的进水不会对IAT池沉淀的污泥产生搅动。DAT池为恒水位运行,IAT池为变水位运行。

　　与CAST和ICEAS相比,DAT是一种更灵活、完备的预反应区,从而使DAT与IAT能够保持较长的污泥龄和很高的MLSS浓度,对有机物负荷及毒物有较强的抗冲击能力。目前,DAT-IAT的应用研究还比较少。

六、改良型SBR(MSBR,ModifiedSBR)工艺

　　MSBR工艺不需设置初沉池和二沉池,系统连续进水、出水,两个序批池交替充当沉淀池用,周期运行。

　　MSBR工艺被认为是目前最新的一体化工艺流程,它是由A2/O系统与常规SBR系统串联组成,具有二者的全部优点。因而它具有同时高效去除有机物与氮、磷污染物的功能,出水水质稳定。特别是回流污泥进水厌氧池前增加了一个污泥浓缩区,浓缩后污泥经缺氧区再进入厌氧区,这样就大大减少了回流污泥中硝酸盐进入厌氧区的量,也减少了VFA因回流而造成稀释,增加了厌氧区的实际停留时间,所以大大提高了除磷效果。

　　郭景海等介绍了一种新型水处理技术MSBR法的计算机控制方案,进出水实现计算机在线模糊控制,实现水处理过程的最优化。该系统能够实现了实验参数的自动采集和保存,提高采样频率,实现24h不间断采集数据。通过对该方案进行实验研究,该系统出水可达到预期的效果,出水COD降为30mg/L以下达到国家一级排放标准。
 

 
 
第六版 SBR工艺的国内外发展简况

国外简况

　　1914年,英国Alden与Lockett等人发明了活性污泥法间歇运行污水处理技术。但由于曝气和自控设备的问题,运行管理极不方便,后来改为连续流活性污泥法工艺。在20世纪80年代前后期,由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用(电动阀、气动阀、溶解氧传感器、水位传感器等),使得间歇活性污泥法污水处理技术获得重大进展,实现了运行管理的自动化。1979年,美国R.L.Irvine等人根据试验结果首先提出SBR工艺,系连续进水,间歇排水。同年Goronsay在以往工艺基础上提出了间歇式循环延时曝气系统。1984年又研究出利用不同负荷条件下微生物的生长速率和污水生物除磷脱氮工艺。ＤＡＴ-ＩＡＴ是SBR工艺中,继ＩＣＥＡＳ、ＣＡＳＳ、ＩＤＥＡ法之后完善发展的又一种新方法。

　　澳大利亚以SBR工艺所著称。近十几年来,建成SBR工艺污水处理厂600余座,其中在中型和大型污水处理厂的应用也日益增多,并且开始兴建日处理量21万吨大型SBR工艺污水处理厂。由于处理工艺流程简单,处理效果好的独特优点,逐渐引起世界污水处理界的广泛关注。

国内简况

　　(1) SBR法研究的起步

　　我国自九十年代中期开始,国家建设部部属市政设计研究院和上海、北京、天津等市政设计研究院,开始了SBR工艺技术的研究和应用,但大部分处于试验研究和小型污水处理厂的应用阶段。目前,只有几座城市污水处理厂采用SBR法工艺处理城市混合污水,其处理效果较好,如:昆明市日处理污水量15万吨的第三污水处理厂,其工艺为SBR法ＩＣＥＡＳ技术,自投产以来,运行正常,出水水质稳定,达到了设计标准。天津经济技术开发区污水处理厂所采用的ＤＡＴ-ＩＡＴ是一种SBR法的变形工艺。该工艺方案是由天津市政工程设计研究院和开发区、以及国内有关污水处理专家共同完成的,经过对国内外污水厂的考察并充分论证,认为SBR法ＤＡＴ-ＩＡＴ工艺能够克服天津开发区工业废水比重大、水质水量变化幅度大的水质特征,其处理后的水质能够满足国家的排放标准。

　　(2) SBR法的自动化控制

　　天津经济技术开发区污水处理厂采用国际上比较先进的SBR工艺中的ＤＡＴ-ＩＡＴ法,日处理污水10万吨,整个污水处理实行集中控制,分散管理的方式。它把管理层和控制层分开,降低误操作对整个工艺的影响,增加了系统运行的可靠性。该项技术为澳大利亚专利技术,中国首次引进使用。通过对全过程的监控,实现了整个工厂的全自动化运行,大大提高了生产的稳定性和连续性,减少了由于人为的因素而带来的干扰,减轻了劳动强度。随着计算机和网络的飞速发展,自动控制技术也正在迅猛发展。
 
 

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