SBR工藝探討

時間：2007-05-08 來源： 作者：

1 前言

　　SBR法是通過時間上的安排，在一個池子內完成了進水、反應、沉淀和排水等一系列工藝過程，構成了一個周期。這種工藝近年來在我國已廣泛應用。但是，這種工藝組合方式多變，加之應用時間較短，尚未總結出一套完整的設計、控制方法，因此制約著SBR法的進一步推廣和應用。本文擬在前人研究的基礎上，結合本人在工程設計中的體會，對SBR法的工藝設計方法談談個人的見解。

2 SBR法的特點

　　序批式活性污泥法是污水生化處理方法中的一種間歇運行的處理工藝。它具有以下特點：
　　·工藝簡單，占地面積小、設備少、節省投資。由于只有一個反應器，不需二沉池、回流污泥及其設備，一般情況不設調節池。
　　·理想的推流過程使生化反應推力大、處理效率高。
　　·運行方式靈活，由于反應在同一個反應器內進行，可以從時間上安排曝氣、缺氧和厭氧等不同狀態下工作，實現除磷脫氮的目的。
　　·污泥活性高，沉降性能好。
　　·耐沖擊負荷，處理能力強。

3 工作機理

3.1 生化處理過程
　　污水分批注入反應池，然后按順序進行反應、沉淀，處理水（上清液）分批排出，完成一個處理過程。
　　進水初期，由于沒有向系統供氣，混合液中游離氧和殘留在池內的游離氧首先被消耗，系統由缺氧狀態轉為厭氧狀態。曝氣初期，系統供氧不足，加之在靜沉、排水、閑置階段并未供氧，系統處于缺氧階段。在曝氣反應階段，大量的氧氣注入反應池（維持溶解氧在2～4mg／l之間），系統處于好氧階段。
　　以上三個階段間歇交替運行，按時間編程自動控制的周期循環往復，始終保持污泥的活性，充分利用活性污泥對有機物質高效吸附、降解等特點，確保處理后的水質達到最佳效果。

3.2 生化處理機理
　　SBR生化反應過程經歷厭氧和好氧階段，SBR反應池在非穩定條件下運行，池內生物相復雜，微生物種類繁多，有機物去除率很高。特別是在運行初期，反應池內氧濃度低，一些兼氧性細菌通過厭氧消化和不完全氧化，使污水中部分難以降解的物質轉化為易降解物質。
　　SBR具有較好的脫氮功能。進水初期，池內殘留的游離氧首先消耗，反硝化菌以污水中的有機碳作為供體，把池內殘留的NO－N還原成氮氣或供自身合成反應需要的有機氮。另一方面，由于進水期活性污泥對高濃度基質的吸附，并以聚物形式貯存起來，當反應液中有機物質去除達到部分硝化后，減少或停止向系統供氧，絮凝體形成菌膠團則可將進水期吸附貯存的碳源釋放出來，使兼性反硝化菌進行反硝化脫氮。在SBR靜沉、排水期間，微生物處于內源呼吸狀態，反硝化菌以內源碳作為供體進行反硝化脫氮。
　　生物除磷的反應過程同樣是在厭氧、好氧條件下進行的，積磷菌處于厭氧狀態，將好氧階段積聚的磷，一部分轉化為細菌自身的合成能量，一部分在產酸菌的作用下轉化為磷酸鹽。在好氧階段，積磷菌大量的吸收污水的磷，使污水中的磷轉化到污泥中，通過排泥達到除磷的目的。

4 工藝設計方法

　　SBR法是在單一的反應池內進行活性污泥處理工藝，并使污水處理的單元操作以時間的形式連續地進行處理的方法。
　　工序組成有：
　　進水→曝氣→沉淀→排水
4.1 各工序所需時間的計算
　　SBR法的一個運行周期所需的時間就是上述工序所需時間的總和。
　　各工序所需的時間必須滿足下列條件：
　　T≥T_A＋T_s＋T_D
　　T_F＝T／N
　　T_s＋T_D≤T－T_F式中：T－一個周期的所需時間
　　T_F－進水時間
　　T_A－曝氣時間
　　T_s－沉淀時間
　　T_D－排水時間
　　N－每一個系列的反應池數量
4.1.1 進水時間T_F
　　根據每一系列的反應池數、總進水量、最大變化系數和反應池的有效容積等因素確定。
4.1.2 曝氣時間T_A
　　根據MLSS濃度、BOD－SS負荷、排出比、進水BOD濃度來確定。
　　因為： BOD－SS負荷＝Q_s×C_s／e×C_A×V（kgBOD／kgSS.d）
　　式中：Q_s－污水進水量（m³／d）
　　　　　C_s－進水平均BOD（mg／l）
　　　　　C_A－反應池內平均MLSS濃度（mg／l）
　　　　　V－反應池容積（m³）
　　　　　e－曝氣時間比
　　　　　e＝n＊T^A／24
　　　　　n－周期數
　　　　　T_A－1個周期的曝氣時間
　　由于
　　Q_s＝V×1／m×n
　　1／m－排出比
　　則 BOD－SS負荷（LS）＝n×C_s／e×m×C_A（kgBOD／kgSS.d）
　　將e＝n＊T_A／24代人
　　T_A＝24×C_s／Ls×m×C_A
4.1.3 沉淀時間T_s
　　根據活性污泥界面的沉降速度、排出比確定。
　　活性污泥界面的沉降速度和MLSS濃度有關。由經驗公式得出：
　　當MLSS≤3000mg／l時
　　V_max＝7.4×104×t×C_A1.7
　　當MLSS＞3000mg／l時
　　V_max＝4.6×10⁴×C_A1.26
　　式中　V_max－活性污泥界面的沉降速度（m／h）
　　　　　t－水溫℃
　　　　　CA－開始沉降時的MLSS濃度（mg／l）
　　沉淀時間T_s＝H×（1／m）＋ε／V_max
　　式中：H－反應池水深（m）
　　　　　1／m－排出比
　　　　　ε－活性污泥界面上的最小水深（m）
　　　　　V_max－活性污泥界面的初期沉降速度（m／h）
　　T_A與污泥的沉降性能及反應池的表面積有關，由于SBR系統污泥沉降性能良好（根據運行經驗SVI一般在100mg／l左右），且為靜止沉淀，沉淀時間一般為1－2小時。
4.1.4 排水時間TD
　　每一周期的排水時間可根據上清液排水裝置的溢流負荷、排出比確定。通過增加排水裝置的臺數或擴大溢流負荷來縮短。反之，減少排水裝置的臺數，需將排水時間延長。
　　排水時間可用下式計算：
　　T_D＝Q·T_F／q_D式中：q_D為潷水器的排水速度排水時間不宜太短，否則會擾動泥層，降低出水質量。
4.1.5 排泥時間T_w
　　排泥時間T_w根據每周期要排放的剩余污泥量及排泥設備的速度。
　　排水時間可用下式計算：
　　T_w＝Q_w／q_w
　　式中：Q_w－每周期要排放的剩余污泥量
　　　　　q_w－排泥設備的排放速度

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