SBR工艺简介

SBR工艺简介SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess一、SBR概念•SBR又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。SBR工作程序SBR工艺的优缺点•优点：•1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。•缺点：•1、连续进水时，对于单一SBR反应器需要较大的调节池。•2、对于多个SBR反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。•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，则需要较大容积的调节池四、SBR系统的适用范围•1)中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。2)需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。3)水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4)用地紧张的地方。5)对已建连续流污水处理厂的改造等。6)非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。SBR的演变间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS)•ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。•好氧间歇曝气系统(DAT-IAT)主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。•循环式活性污泥法(CASS)将ICEAS的预反应区用容积更小,设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程连续间歇运行，进水、沉淀、滗水、曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。•改良式序列间歇反应器（MSBR)根据SBR技术特点结合A2-O工艺，反应器采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。脱氮除磷能力更强。六、SBR设计要点设计参数BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ssxd)0.03～0.4MLSS(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1、运行周期（T）的确定•SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取1～4ｈ。反应时间（tR）是确定SBR反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在2～8h。沉淀排水时间（tS+D）一般按2～4h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。一个周期所需时间tC≥tRxtSxtD，周期数nx24／tC2、反应池容积的计算•假设每个系列的污水量为q，则在每个周期进入各反应池的污水量为q/n?N。各反应池的容积为：V＝m·q／n×NV:各反应池的容量1/m：排出比n：周期数（周期/d）N:每一系列的反应池数量q：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）3、曝气系统•序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.5～1.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.5～2.5kgO2/kgBOD。在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。4、排水系统•⑴上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。⑵为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。⑶在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征：1)应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）2)为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）3)排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性）排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。5、排泥设备•设计污泥干固体量=设计污水量×设计进水SS浓度×污泥产率／1000，在高负荷运行（0.1～0.4kg-BOD/kg-ss?d）时污泥产量以每流入1kgSS产生1kg计算，在低负荷运行（0.03～0.1kg-BOD/kg-ss?d）时以每流入1kgSS产生0.75kg计算。在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得2～3%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。七、工程设计示例•某制药厂采用SBR处理系统对全厂生产废水和生活污水进行处理。•7.1设计参数•①进水水质：进水流量：Q＝2500m3／d•BOD650mg•COD800mg／l•SS120mg／l•②出水水质：BOD≤60mg／l•COD≤100mg／l•SS≤20mg／l③处理工艺流程：•7.2工艺计算•7.2.1格栅（计算略）•7.2.2调节池•用于调节水质、水量。采用水下搅拌器搅拌，防止污泥沉淀。•水力停留时间：6小时•外形尺寸：15×10×5m•有效水深：4.2m•7.2.3SBR反应池•设计条件：•反应池池数N＝2•反应池有效水深H＝6.0m•安全高度ε＝0.5m•排出比1／m＝1／3•MLSS浓度CA＝4000mg／l•BOD－SS负荷Ls＝0.25kgBOD／kgSS·d•①曝气时间TA：•TA＝24·Cs／Ls·m·CA•＝24·650／0.25·3·4000•＝5.2h•②沉淀时间Ts：•Ts＝H·（1／m）＋ε／Vmax•当MLSS＜3000mg／1时•Vmax＝7.4×104×t×CA1.7•当MLSS＞3000mg／1时•Vmax＝4.6×104×t×CA-1.26•则Ts＝H·（1／m）＋ε／4.6×104×t×CA•-1.26•＝5·（1／3）＋0.5／4.6×104×t×4000-1.26•＝1.7h•③排水时间TD：•选滗水器的排水速度450m3／h•则排水时间TD＝1.1小时•④一周期所需要的时间T：•T≥TA＋Ts＋TD＝5.2＋1.7＋1.1＝8.0h•周期数n＝24／（TA＋Ts＋TD）＝24／8＝3•进水时间TF＝T／N＝8／2＝4h•⑤反应池容积：•反应池容积V＝m·q／n×N＝3×2500／3×2＝625m3／池•⑥需氧量：•由于当低负荷运行时，需氧量为1.5－2.5kgO2／kgBOD•此处，以2.0kgO2／kgBOD计算•则OD＝2500×650×10↑（－3）×2.0＝3250kgO2／d•当周期数n＝3、反应池数量N＝2•则每一周期需氧量为：OD＝3250／3＊2＝541.7kgO2／周期·池•曝气时间前面计算为5.2小时，•OD＝541.7／5.2＝104.2kgO2／h•⑦标准需氧量•根据需氧量、污水温度以及大气压的换算可求出标准需氧量SOR。•当混合液水温200C，混合液的DO浓度为2mg／l，反应池水深为6m时：•SOR＝142.2kgO2／h（计算过程略）•⑧其它•曝气设备、滗水装置、污泥脱水设备等计算略八、SBR设计需特别注意的问题•（一）主要设施与设备1、设施的组成本法原则上不设初次沉淀池，为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。2、反应池反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为1：1～1：2，水深4～6米。反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：①如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。②专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：①在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。②与其他相同BOD―SS负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池•3、排水装置排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种：⑴潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；⑵池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；⑶专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件：①单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；②集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；③排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：①上清液排出装置的溢流负荷――确定需要的设备数量；②活性污泥界面上的最小水深――主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；③随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大；④在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。滗水器的原理和工程实例•由于SBR工艺是周期排水，且排水时池中水位是不断变化的，为了保证排水时不扰动池中各层清水，且排出的总是上层，同时为了防止水面上的浮渣溢出，排水堰口始终处于淹没流状态。因此，SBR工艺要求使用滗水器（浮动式排水堰（二）设计参数•1、SBR工艺的需氧与供氧由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开