SBR工艺简析

2018-12-26
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SBR是序批式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。SBR工艺,是一种比较成熟的污水处理工艺。常见的工艺过程分五个阶段:进水、曝气反应、沉淀(沉降)、滗水(出水)、闲置(静置或称待机)。

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sbr工艺流程

一种具有代表性的SBR工艺流程是: 通过格栅预处理的废水,进入集水井,由潜污泵提升进入SBR反应池,采用水流曝气机充氧,处理后的水由排水管排出,剩余污泥静压后,由SBR 池排入污泥井,污泥作为肥料。

分批式操作: 时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,如SBR 运行周期由进水时间、反应时间、沉淀时间、滗水时间、排泥时间和闲置时间,可以适当灵活调节。

sbr工艺流程

sbr工艺流程图

计算方法:

沉淀排水时间( Ts D) 一般按2~4h 设计。闲置时间( Tx) 一般按0.5~1h 设计。 设定反应时间为( Tf) 。一个周期所需时间T≥Tf Ts D Tx。

时间分配例子,如:运行周期12h,其中进水2h,曝气4~8h,沉淀2h,排水1h。

SBR工艺特点

在大多数情况下(包括工业废水处理),无需设置调节池;SVI值较低,污泥易于沉淀,一般情况下,不产生污泥膨胀现象;通过对运行方式的调节,在单一的曝气池内能够进行脱氮和除磷反应;应用电动阀、液位计、自动计时器及可编程序控制器等自控仪表,可能使本工艺过程实现全部自动化,而由中心控制室控制;运行管理得当,处理水水质优于连续式;加深池深时,与同样的BOD-SS负荷的其它方式相比较,占地面积较小;耐冲击负荷,处理有毒或高浓度有机废水的能力强。

背景:近年来序列间歇式活性污泥法(SBR)处理养猪场废水越来越受到关注,该工艺相对比于其他工艺简单、剩余污泥处置麻烦少、节约投资投资省、占地少、运行费用低、耐有机负荷和毒物负荷冲击,运行方式灵活,由于是静止沉淀,因此出水效果好、厌(缺)氧和好氧过程交替发生、泥龄短、活性高,有很好的脱氮除磷效果。且有通过氧化还原电位实时控制SBR反应进程的报道,进一步提高了对氮磷的去除效果、节约了能源和投资。

SBR工艺注意事项

1、SBR适用于建设规模为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的污水处理厂和中、小型废水处理站,适合于间歇排放工业废水的处理。

2、SBR反应池的数量不宜少于2个。

3、SBR反应池的设计参数包括周期数、充水比、需氧量、污泥负荷、产泥量、污泥浓度、污泥龄等。

4、SBR以脱氮为主要目标时,宜选用低污泥负荷、低充水比;以除磷为主要目标时,宜选用高污泥负荷、高充水比。

5、SBR的设计应符合HJ 577-2010和相关工艺类工程技术规范的规定。


SBR工艺的整个处理过程是在一个反应器中进行的。它包括了进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期五个操作过程。下面是关于SBR工艺处理过程的主要内容介绍以供参考。

1、进水期

原废水或经过预处理的废水流入 SBR 反应器,上一周期完成后,反应器内存有活性污泥,其数量一般为 SBR 反应器容积的一半左右,也就是说流入的废水量约为反应器容积的一半。充水所需要的时间根据处理规模、被处理废水的水质及反应器容积而定,一般为几个小时。SBR 工艺的进水阶段是间歇性的,即在一个运行周期的开始阶段,反应器在很短的时间内接受废水,当进入反应器的废水到规定的水位时,进入下一个过程。

SBR 反应器在经过一个周期的运行后,反应器存有一定数量的污泥。反应器刚开始接纳污水时水,由于进入的污水受到稀释作用,污染物的浓度不时很高,但是随着废水的渐渐流入,污染物的浓度也将随之升高。污水进入反应器后迅速的与活性污泥混合,形成泥水混合液,活性污泥具有吸附、吸收和氧化等功能。所以进水期也可以看做时“进水期+反应器”。污水不断流入,反应器内污染物浓度不断升高,微生物的吸附、吸收和氧化作用也随之加快。如果在废水中的污染物含量不高,就能在反应器内被及时的降解,这与连续式活性污泥法中微生物对有机污染物的降解类似。在工程运行上 SBR 工出现这种情况的是很很少。这是因为进水期一般是比较短的,活性污泥中微生物降解的速率一定,而污染物随着污水的进入不断增多逐渐的积累在反应器中。微生物降解的速率一定,相同进水时间,原污水中污染物浓度越高,在反应器中积累的污染物越多。如果废水中还含有重金属等有毒物质,就会对活性污泥产生抑制作用。为了防止污染物过渡积累和有毒物质对后续处理产生的不利影响,就要控制进水期的时间的。在处理污染物浓度高或含有有毒物质的废水时就要减小废水的流速和适当的延长进水期的时间。

防止在进水期间污染物的积累对反应过程产生的抑制作用,根据水质水量反应器可以适当开启曝气机行曝气。据开始曝气时间,可分三种不同的曝气方式:

(1)非限量曝气,即边进水边曝气。当开始进水时反应器曝气,使活性污泥的处理能力增强进入的污染物能得以及时降解,使污染物的积累量减小,短的时间内获得比较好的处理效果。

(2)限量曝气,当进水工序结束时再进行曝气。进水后再曝气,由于经历了闲置过程 SBR反应器内的溶解氧几乎为零,污染物进入后在厌氧状态下降解,厌氧微生物的降解速率很慢,有机物在反应器内很容易积累。若污水中含有有毒物质,就会对活性污泥中的微生物产生抑制作用。即使在进水完成后开启曝气机,降解污染物所需要的时间也很长。

如果原废水中的易生物降解的污染物含量较多,曝气后就能很快被降解,此时耗氧速率较大。但是进水完毕后反应器内溶解氧接近零,在曝气供氧时,为维持供氧和耗氧量的平衡,曝气量要适当增大以提高供氧的推动力。

(3)半限量曝气,即在进水阶段的后期开始曝气。在进水初期,进入反应器的污染物浓度较低,但随着污染物的不断进入,其在混合液中的积累量也逐渐增高,降解速度较快,耗氧量也增大,所以进水的后半期应逐渐加大曝气量。

2、反应期

进水期结束跟着就是反应期,如前所述,在进水期有机污染物也能够得到降解,进水期该被看作“进水期+反应期”。反应在进水阶段结束后继续进行。要完成一定程度的处理就需要一定时间的反应阶段。如果进水期较短,单独的反应期就长;反之,如果反应期较长,要求相应的单独反应期就短,甚至可能没有。

在进水期和反应期建立的环境条件决定着发生生化反应的性质。例如,如果进水期和反应期都进行了曝气,则只能发生碳氧化和硝化反应。所以,SBR 的性能就介于普通的活性污泥法和完全混合活性污泥法之间,这主要取决于进水期的长短。如果只进行混合而不曝气,在硝酸盐存在的条件下,就会有反硝化反应产生。如果在反应期中发生了硝化反应,产生了硝酸盐,并且在这一周期结束时硝酸盐仍然留在反应器中,那么在进水期和反应期的初期增加一个只混合不曝气的间隙,这就可以使 SBR 工艺类似于连续流 A/O(缺氧/好氧)生物脱氮工艺。另外,如果 SBR 法在比较短的污泥停留时间下运行,没有硝酸盐产生,在进水期只搅拌不曝气,就可筛选出聚磷菌,SBR 工艺就变的与A/O(厌氧/好氧)连续流工艺类似。所以,SBR 法通过调整设计和运行的方式可以模拟多种不同的连续流工艺。

在反应期活性污泥中的微生物周期性的处于高浓度及低浓度底物的环境中,反应器也相应的形成厌氧—缺氧—好氧的交替循环的过程。这样 SBR 工艺不但具有良好的去除含碳有机物的功能,而且还具备脱氮除磷能力。在一个运行周期内,随时间的延续,反应器的污染物逐渐被降解,同时活性污泥中的微生物的生长繁殖也经历了对数期、减数期和衰减期,其降解有机物的速率也相应的有零级反应向一级反应过度。SBR 工艺处理的 COD 浓度可以从几百至几千 mg/L,其去除率比传统的活性污泥法高。SBR 反应器是的生物相多,好氧、厌氧、兼性微生物共存,它们交互作用,强化了工艺的处理能力,所以可以去除一些难以生物降解的有机物质。

在 SBR 工艺的应用中,反应时间是重要设计参数,其决定了工艺运行周期的长短。反应时间可由废水在不同时间内污染物浓度随时间的变化规律来确定。

3、沉淀期

活性污泥法二沉池的主要功能实现泥水分离和污泥浓缩。SBR 工艺在沉淀期主要实现泥水分离。SBR 反应器本身就具有沉淀池的功能,连续流活性污泥法因连续不间断的进水和出水,系统中的二沉池不能保证完全的静止状态。SBR 在沉淀时的一个优点在于停止了进出水,停止了曝气,泥水分离的过程是在静止的状态下发生的,没有进水的干扰,沉降时间较短、沉淀效率高。SBR 工艺也可以改变沉淀过程的时间。在流量较大时,沉淀时间可以减小到固体分离所必需的最小时间,以缩短整个周期的时间,处理更大的流量。

4、排水期

沉淀期完成后,将反应器中的上清液排出,运行期间会产生过量污泥,保证反应器内具有一定数量的活性污泥,将剩余污泥排出。一般来说,SBR 反应器中的活性污泥数量一般为反应器容积的一半左右。

5、闲置期

在闲置期间不投加污水,不曝气,反应器内为缺氧状态,微生物发生反硝化反应而进行脱氮,通过内源呼吸作用恢复活性,为下一周期的良好运行创造良好的条件。活性污泥经过内源呼吸,处于饥饿状态,在下个周期进水时具有较大处理能力。所以当下个运行周期到来时,活性污泥可以充分的发挥其较强的吸附能力而更有效的发挥初始去除作用。

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