环保设备原理与设计--34SBR系列工艺与专用滗水器

©BIPT环保设备原理与设计多媒体教案陈家庆教授©BIPT第三章生化法水处理工艺与设备§3.1常规活性污泥法工艺与主体构筑物§3.2曝气原理与水下曝气、搅拌设备§3.3氧化沟系列工艺与表面曝气机§3.4SBR系列工艺与专用滗水器§3.5生物膜法系列工艺与设备§3.6厌氧法系列工艺与设备§3.7组合式污水处理设备©BIPTNO.18b讲授提纲§3.4SBR系列工艺与专用滗水器2014/1/3©BIPT1914年，英国的Alden与Lockett等人发明了活性污泥法间歇运行污水处理技术——活性污泥法初创时期充排式反应器(Fill-and-DrawReactor)的改进工艺。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。20世纪70年代以来，随着计算机和工业自动控制技术的日趋成熟，大量具有自控系统的阀门、流量计、液位传感器、定时控制设备在污水处理工程中得到了应用；滗水器和防堵塞曝气设备也成功开发。从而使得间歇式活性污泥法工艺在早期工程应用上的问题得以解决，在污水处理工程中逐步得到推广。SBR工艺是间歇式活性污泥法工艺的典型代表！©BIPT一、经典SBR工艺及其变型1.1经典SBR工艺概述序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor，SBR)属于间歇式活性污泥工艺。20世纪70年代初，美国圣母大学(UniversityofNotreDame)的RobertL.Irvine教授采用实验室规模装置对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下，在印第安那州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR工艺污水处理厂。世界各地陆续已建成SBR工艺污水处理厂600余座，其在中型和大型污水处理厂的应用也日益增多。1985年，上海市政设计院为上海吴淞肉联厂设计投产了我国第一座SBR工艺污水处理站，设计处理水量为2400t/d。©BIPTRobertL.Irvine,PhD,P.E.,D.E.E.ChiefTechnicalAdvisorAresearcherdedicatedtotheapplicationandimplementationofresearchresults,Bobdevelopedanddesignedthefirstfull-scaleSequencingBatchReactor(SBR),asystemthathenamedin1967.Sincethattime,hisworkwasthebasisofapproximately10,000full-scalesystemsaroundtheworld.AsChiefTechnicalOfficer,Bobworkswithourindustrialandgovernmentclientstohelpthemimplementanddeveloptechnologiesthatprotecttheenvironmentandreducecosts.Bobisamemberofmanyengineeringorganizations,winneroftheAmericanInstituteofChemicalEngineers1989LarryK.CecilAward,andaProfessorintheDepartmentofCivilEngineeringandGeologicalSciencesattheUniversityofNotreDame.Healsoistheauthorofalargenumberofpublications.Dedicatedtolearning,teachingandapplyingthisknowledge,BobholdsaB.S.andaM.S.fromTuftsUniversityandaPh.D.fromRiceUniversity.BobhasbeenwithSBRTechnologiessincehefoundedthecompanyin1983.©BIPTSBR工艺的反应机制以及污染物的去除原理与传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。一般在工程实际中至少同时修建两个SBR反应器，反应器平面既可以是方形，也可以是圆形。不需要二沉池和污泥回流！©BIPT©BIPT反应过程由五个阶段组成，即进水(Fill)、曝气(React)、沉淀(Settle)、滗水(Decant)、闲置(排泥)(Idle)，从污水流入开始到闲置(排泥)结束算一个周期。其循环周期和各阶段的时间可按进水水质和出水要求拟定，并在调试过程中优化。SBR工艺提供了一种时间程序(time-basedsequence)的污水处理方法，而不是连续流空间程序的污水处理方法。©BIPT©BIPT©BIPT点击播放录像©BIPT©BIPT©BIPTSBR工艺的缺点是：①连续进水时，对于单一SBR反应器需要在前面设置一个较大的调节池；②对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁，容易损坏；③无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求；④设备的闲置率较高；⑤污水提升水头损失较大；⑥如果需要后处理，则需要在后面设置较大容积的调节池。1.2SBR变型工艺ICEAS、CASS/CASP/CAST(周期循环活性污泥法)、DAT-IAT、UNITANK、C-TECH、IDEA(间歇排水延时曝气工艺)、IBCASP(间歇式双向周期循环活性污泥法)、BCS(生物组合工艺)、MSBR(ModifiedSBR，改进的SBR)、UniFEDTM等。澳大利亚以SBR工艺著称：澳涤、优飞©BIPT(1)ICEAS工艺ICEAS的全称是间歇式循环延时曝气系统(IntermittentCycleExtendedAerationSystem)。澳大利亚新南威尔士大学的MervynC.Goronszy教授与美国ABJ公司合作，于1976年建成世界上第一座ICEAS工艺污水处理厂。基本单元是两个矩形池为一组的反应器，每个矩形池分预反应区和主反应区两部分，隔墙底部有预留孔洞相连。©BIPTICEAS工艺矩形池的立面结构污水在预反应区内连续进入，并可根据污水性质进行曝气或缺氧搅拌。©BIPT主反应区是曝气反应的主体，依次进行曝气或搅拌、沉淀、滗水、排水等过程，周期性循环运行，使污水在交替的好氧-厌氧和缺氧-好氧条件下实现一定的脱氮除磷功能。好氧厌氧缺氧©BIPT©BIPT缺点是进水贯穿于整个周期，沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动，从而影响分离效果，且容积利用率低，一般不超过60%，脱氮除磷效果一般。在中国有20多处ICEAS系统在成功运行，如昆明市第三污水处理厂采用了ICEAS工艺，日处理污水量15万t。ICEAS的优点如下：①当主反应区处于停曝搅拌状态进行反硝化时，连续进入的污水可提供反硝化所需的碳源，从而提高了脱氮效率；②当主反应区处于沉淀或滗水阶段，连续进入的污水为厌氧污泥层中的聚磷菌释放磷提供所必须的碳源，因而提高了脱磷效果；③采用连续进水系统，运行操作方便，适于较大规模污水处理。©BIPT(2)C-Tech工艺是循环式活性污泥技术(CyclicActivatedSludgeTechnology)的简称，由MervynC.Goronszy教授与奥地利SFC集团联合在20世纪70年代开始研究开发和应用，特指使用了生物选择器(biologicalSELECTOR)和生化速率控制(BIORATEcontrol)的变容积序批式活性污泥处理工艺。C-Tech反应池分为生物选择器、主反应区两个区域，此外还包括污泥回流与剩余污泥排除系统、滗水器等。©BIPTICEAS：连续进水；C-Tech：不连续进水；CASS/CAST/CASP工艺：除滗水阶段外一直进水。©BIPT©BIPT©BIPT©BIPT©BIPTBio-BatchTMisatrueinterruptedbatchfeedprocess,inwhich,continuousinflowisaccommodatedthroughanalternatingfillanddrawbyfeedingtwoormorereactors.Forcontinuousinflowoperations,atleasttworeactorsareusedinalternatingmode.AuniquefeatureoftheBio-BatchTMisthatthereisnoreturnactivatedsludge(RAS)orsecondaryclarifierrequiredforsolidsseparation.Becausebothaerationandsettlingoccursinthesamereactor,nosludgeislostfromthereactionstepandnonehastobereturnedtomaintainthesolidscontentintheaerationchamber.Aportionofthesludgeisremovedfromthereactoratapredeterminedintervalineachcycletomaintainaconstantandcalculatedinventoryofactivatedsludgesolids.©BIPT北京经济技术开发区金源经开污水处理厂坐落在开发区核心区西南部，与凉水河毗邻，两期日处理能力共5万t，由博大水务公司参股的北京金源经开污水处理有限责任公司负责运行管理。该污水处理厂采用C-Tech工艺，一期2001年3月2日建成投入商业运行，是国内首家有外商参与、以BOT模式实施兴建的市政污水处理厂。项目水量(m3/d)BOD5CODCrSSNH3-NTPpH进水设计指标50000≤300≤500≤250—≤5—实际运行年平均值45699.07139.86465.68306.1235.489.656.84年最大值54148.52172635.58480.8443.821.346.94年最小值30649.61115.6338.93147.5429.536.76.7出水开发区协议排放标准—10100105(8)16~9实际运行年平均值—6.941.367.024.763.136.63年最大值—9.2457.2411.0613.0615.486.7年最小值—4.8331.42.741.141.076.54©BIPT(3)CASS/CAST/CASP工艺周期循环活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem/Technology/Process)由MervynC.Goronszy教授在ICEAS的基础上开发而成，于1984年、1989年分别在美国和加拿大取得CASS工艺的专利。©BIPT运行中的CASS反应池一般分为微生物选择区(第一区)、第二区和第三区(主反应区)，各区容积之比一般为1׃2׃17。微生物选择区是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行，其基本功能是防止产生污泥膨胀，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用。©BIPTTheCASS™processcombinesabiologicalselectorandavariablevolumeprocessreactor,andoperateswithasinglesludgeinasinglereactorbasintoaccomplishbothbiologicaltreatmentandfullsolidsseparation.Theprocessisconfiguredtofunctionwithfilamentoussludgebulkingcontroltoachievebiologicalnutrientremoval.Asimplerepeatedsequenceo