SBR污水處理工藝

概要

SBR污水處理工藝即序批式活性污泥法，全稱為：序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）。

簡稱（SBR-Sequencing Batch Reactor）間歇式活性污泥法污水處理工藝 ，SBR工藝。

它是基于以懸浮生長的微生物在好氧條件下對污水中的有機(jī)物、氨氮等污染物進(jìn)行降解的廢水生物處理活性污泥法的工藝。按時序來以間歇曝氣方式運(yùn)行，改變活性污泥生長環(huán)境的，被全球廣泛認(rèn)同和采用的污水處理技術(shù)。

工藝流程

一種具有代表性的SBR工藝流程是： 通過格柵預(yù)處理的廢水，進(jìn)入集水井，由潛污泵提升進(jìn)入SBR反應(yīng)池，采用水流曝氣機(jī)充氧，處理后的水由排水管排出，剩余污泥靜壓后，由SBR 池排入污泥井，污泥作為肥料。

分批式操作： 時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，如SBR運(yùn)行周期由進(jìn)水時間、反應(yīng)時間、沉淀時間、潷水時間、排泥時間和閑置時間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。

計算方法：

沉淀排水時間( Ts+D) 一般按2～4h 設(shè)計。閑置時間( Tx) 一般按0.5~1h 設(shè)計。 設(shè)定反應(yīng)時間為( Tf) 。一個周期所需時間T≥Tf+Ts+D+Tx。[1]

時間分配例子，如：運(yùn)行周期12h，其中進(jìn)水2h，曝氣4～8h，沉淀2h，排水1h。

工藝特點(diǎn)

SBR工藝作為一種活性污泥工藝，也有活性污泥工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，如活性污泥工藝優(yōu)點(diǎn):污水適應(yīng)性強(qiáng)，建設(shè)費(fèi)用較低。

活性污泥工藝的缺點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定性差，容易發(fā)生污泥膨脹和污泥流失，分離效果不夠理想。

SBR工藝還有獨(dú)有的特點(diǎn)。其總的優(yōu)缺點(diǎn)參見以下：

優(yōu)點(diǎn)

處理工藝流程簡單:

工藝過程五個階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、待機(jī)。

間歇式曝氣、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 靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。

構(gòu)筑物數(shù)量少、造價低:

不需要設(shè)初沉地，也不需要二沉地，污泥回流設(shè)施，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略。

便于操作和維護(hù)管理。 避免了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器處理效率低、占地大的缺點(diǎn)。

結(jié)構(gòu)簡單

組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。

處理后出水水質(zhì)好。

良好的自控系統(tǒng),良好的脫氮除磷效果，廢水達(dá)標(biāo)排放,有數(shù)據(jù)稱CODCr平均去除率能達(dá)到 94 %以上，強(qiáng)于單級好氧處理工藝。

運(yùn)行上的有序和間歇操作。

特別適用在難生化降解的廢水處理。

解決了UASB等高效厭氧反應(yīng)器，容易在出現(xiàn)水解酸化階段酸性積累從而抑制產(chǎn)甲烷段處理效率的問題。

占地少，能耗低，投資省，運(yùn)行管理方便

缺點(diǎn)

嚴(yán)重依靠現(xiàn)代自動化控制技術(shù)。

自動化程度要求較高，操作、管理、維護(hù)，對操作管理人員素質(zhì)要求較高。

如采用人工操作，會出現(xiàn)因進(jìn)出水工序操作繁鎖，曝氣板容易堵塞。

適用范圍

中小城鎮(zhèn)生活污水和廠礦企業(yè)的工業(yè)污水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。

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。

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，便于水的回收利用。

用地緊張的地方。

對已建連續(xù)流污水處理廠的改造等。

非常適合處理小水量，間歇排放的工業(yè)污水與分散點(diǎn)源污染的治理。

SBR設(shè)計要點(diǎn)　

1、運(yùn)行周期（T）的確定

SBR的運(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。充水時間（tv）應(yīng)有一個優(yōu)值。如上所述，充水時間應(yīng)根據(jù)具體的水質(zhì)及運(yùn)行過程中所采用的曝氣方式來確定。當(dāng)采用限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較高時，充水時間應(yīng)適當(dāng)取長一些；當(dāng)采用非限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較低時，充水時間可適當(dāng)取短一些。充水時間一般取1～4h。反應(yīng)時間（tR）是確定SBR 反應(yīng)器容積的一個非常主要的工藝設(shè)計參數(shù)，其數(shù)值的確定同樣取決于運(yùn)行過程中污水的性質(zhì)、反應(yīng)器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對于生活污水類易處理污水，反應(yīng)時間可以取短一些，反之對含有難降解物質(zhì)或有毒物質(zhì)的污水，反應(yīng)時間可適當(dāng)取長一些。一般在2～8h。沉淀排水時間（tS+D）一般按2～4h設(shè)計。閑置時間（tE）一般按2h設(shè)計。

一個周期所需時間tC≥tR﹢tS﹢tD

周期數(shù) n﹦24/tC

2、反應(yīng)池容積的計算

假設(shè)每個系列的污水量為q，則在每個周期進(jìn)入各反應(yīng)池的污水量為q/n·N。各反應(yīng)池的容積為：

V:各反應(yīng)池的容量

1/m：排出比

n：周期數(shù)（周期/d）

N:每一系列的反應(yīng)池數(shù)量

q：每一系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計日污水量）（m3/d）

3、曝氣系統(tǒng)

序批式活性污泥法中，曝氣裝置的能力應(yīng)是在規(guī)定的曝氣時間內(nèi)能供給的需氧量，在設(shè)計中，高負(fù)荷運(yùn)行時每單位進(jìn)水BOD為0.5～1.5kgO2/kgBOD，低負(fù)荷運(yùn)行時為1.5～2.5kgO2/kgBOD。

在序批式活性污泥法中，由于在同一反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行活性污泥的曝氣和沉淀，曝氣裝置必須是不易堵塞的，同時考慮反應(yīng)池的攪拌性能。常用的曝氣系統(tǒng)有氣液混合噴射式、機(jī)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(tǒng)

⑴上清液排除出裝置應(yīng)能在設(shè)定的排水時間內(nèi)，活性污泥不發(fā)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(yù)防上清液排出裝置的故障，應(yīng)設(shè)置事故用排水裝置。

⑶在上清液排出裝置中，應(yīng)設(shè)有防浮渣流出的機(jī)構(gòu)。

序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期，應(yīng)排出與活性污泥分離的上清液，并且具備以下的特征：

1) 應(yīng)能既不擾動沉淀的污泥，又不會使污泥上浮，按規(guī)定的流量排出上清液。（定量排水）

2) 為獲得分離后清澄的處理水，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）

3) 排水及停止排水的動作應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，動作準(zhǔn)確，持久可靠。（可靠性）

排水裝置的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)升降的方式的不同，有浮子式、機(jī)械式和不作升降的固定式。

5、排泥設(shè)備

設(shè)計污泥干固體量=設(shè)計污水量×設(shè)計進(jìn)水SS濃度×污泥產(chǎn)率/1000

在高負(fù)荷運(yùn)行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d)時污泥產(chǎn)量以每流入1 kgSS產(chǎn)生1 kg計算，在低負(fù)荷運(yùn)行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d)時以每流入1 kgSS產(chǎn)生0.75 kg計算。

在反應(yīng)池中設(shè)置簡易的污泥濃縮槽，能夠獲得2～3%的濃縮污泥。由于序批式活性污泥法不設(shè)初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應(yīng)采用不易堵塞的泵型。

SBR設(shè)計主要參數(shù)

序批式活性污泥法的設(shè)計參數(shù)，必須考慮處理廠的地域特性和設(shè)計條件（用地面積、維護(hù)管理、處理水質(zhì)指標(biāo)等）適當(dāng)?shù)拇_定。

用于設(shè)施設(shè)計的設(shè)計參數(shù)應(yīng)以下值為準(zhǔn)：

項 目 參 數(shù)

BOD-SS負(fù)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小水深) 50以上

序批式活性污泥法是一種根據(jù)有機(jī)負(fù)荷的不同而從低負(fù)荷（相當(dāng)于氧化溝法）到高負(fù)荷（相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)活性污泥法）的范圍內(nèi)都可以運(yùn)行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負(fù)荷，由于將曝氣時間作為反應(yīng)時間來考慮，定義公式如下：

QS：污水進(jìn)水量（m3/d）

CS：進(jìn)水的平均BOD5(mg/l)

CA：曝氣池內(nèi)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(shù) TA:一個周期的曝氣時間

序批式活性污泥法的負(fù)荷條件是根據(jù)每個周期內(nèi)，反應(yīng)池容積對污水進(jìn)水量之比和每日的周期數(shù)來決定，此外，在序批式活性污泥法中，因池內(nèi)容易保持較好的MLSS濃度，所以通過MLSS濃度的變化，也可調(diào)節(jié)有機(jī)物負(fù)荷。進(jìn)一步說，由于曝氣時間容易調(diào)節(jié)，故通過改變曝氣時間，也可調(diào)節(jié)有機(jī)物負(fù)荷。

在脫氮和脫硫為對象時，除了有機(jī)物負(fù)荷之外，還必須對排出比、周期數(shù)、每日曝氣時間等進(jìn)行研究。

在用地面積受限制的設(shè)施中，適宜于高負(fù)荷運(yùn)行，進(jìn)水流量小負(fù)荷變化大的小規(guī)模設(shè)施中，好是低負(fù)荷運(yùn)行。因此，有效的方式是在投產(chǎn)初期按低負(fù)荷運(yùn)行，而隨著水量的增加，也可按高負(fù)荷運(yùn)行。

不同負(fù)荷條件下的特征

有機(jī)物負(fù)荷條件（進(jìn)水條件） 高負(fù)荷運(yùn)行 低負(fù)荷運(yùn)行

間歇進(jìn)水 間歇進(jìn)水、連續(xù)

運(yùn)行條件 BOD-SS負(fù)荷（kg-BOD/kg-ss·d） 0.1～0.4 0.03～0.1

周期數(shù) 大（3～4） ?。?～3）

排出比 大 小

處理特性 有機(jī)物去除 處理水BOD<20mg/l 去除率比較高

脫氮 較低 高

脫磷 高 較低

污泥產(chǎn)量 多 少

維護(hù)管理 抗負(fù)荷變化性能比低負(fù)荷差 對負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行的靈活性強(qiáng)

用地面積 反應(yīng)池容積小，省地 反應(yīng)池容積較大

適用范圍 能有效地處理中等規(guī)模以上的污水，適用于處理規(guī)模約為2000m3/d以上的設(shè)施 適用于小型污水處理廠，處理規(guī)模約為2000m3/d以下，適用于不需要脫氮的設(shè)施。

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