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              水處理技術

              序批式活性污泥法SBR處理工藝技術常見問題

              文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/10/9     瀏覽次數:    
              序批式活性污泥法(SBR—Sequencing Batch Reactor)是早在1914年就由英國學者Ardern和Locket發明了的水處理工藝。
              70年代初,美國在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。
              SBR工藝的過程是按時序來運行的,一個操作過程分五個階段:進水、曝氣(反應)、沉淀、排水、閑置。
              安徽合肥山水環保工程公司
              01
              SBR工藝的構造和原理

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              SBR工藝優點
              1、理想的推流過程使生化反應推動力增大,效率提高,池內厭氧、好氧處于交替狀態,凈化效果好。
              2、運行效果穩定,污水在理想的靜止狀態下沉淀,需要時間短、效率高,出水水質好。
              3、耐沖擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩沖作用,有效抵抗水量和有機污物的沖擊。
              4、工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整,運行靈活。
              5、處理設備少,構造簡單,便于操作和維護管理。
              6、反應池內存在DO、BOD5濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹。
              7、SBR法系統本身也適合于組合式構造方法,利于廢水處理廠的擴建和改造。
              8、脫氮除磷,適當控制運行方式,實現好氧、缺氧、厭氧狀態交替,具有良好的脫氮除磷效果。
              9、工藝流程簡單、造價低。主體設備只有一個序批式間歇反應器,無二沉池、污泥回流系統,調節池、初沉池也可省略,布置緊湊、占地面積省。

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              SBR工藝的適用范圍
              就目前的技術條件,SBR系統適合以下情況:
              1、中小城鎮生活污水和廠礦企業的工業廢水,尤其是間歇排放和流量變化較大的地方。
              2、需要較高出水水質的地方,如風景游覽區、湖泊和港灣等,不但要去除有機物,還要求出水中除磷脫氮,防止河湖富營養化。
              3、水資源緊缺的地方。SBR系統可在生物處理后進行物化處理,不需要增加設施,便于水的回收利用。
              4、用地緊張的地方。
              5、對已建連續流污水處理廠的改造等。
              6、非常適合處理小水量,間歇排放的工業廢水與分散點源污染的治理。

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              SBR工藝設計要點
               1、運行周期(T)的確定
              SBR的運行周期由充水時間、反應時間、沉淀時間、排水排泥時間和閑置時間來確定。充水時間(tv)應有一個最優值。
              如上所述,充水時間應根據具體的水質及運行過程中所采用的曝氣方式來確定。當采用限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較高時,充水時間應適當取長一些;當采用非限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較低時,充水時間可適當取短一些。充水時間一般取1~4h。
              反應時間(tR)是確定SBR 反應器容積的一個非常主要的工藝設計參數,其數值的確定同樣取決于運行過程中污水的性質、反應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廢水,反應時間可以取短一些,反之對含有難降解物質或有毒物質的廢水,反應時間可適當取長一些。
              一般在2~8h。沉淀排水時間(tS+D)一般按2~4h設計。閑置時間(tE)一般按2h設計。一個周期所需時間tC≥tR﹢tS﹢tD ,周期數 n﹦24/tC
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              2、反應池容積的計算
              SBR反應池容積,可按下列公式計算(重點):

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              ▲《室外排水設計規范》公式6.6.36(關注本站,屆時發布鏈接)
              對于這個公式,需要注意的有7點:
              (1)Q的意義,按照我們的一般理解,肯定要把Q當成設計流量來帶入的,其實這里面的Q指的是每個周期進水量,并非設計流量。
              (2)按照公式6.6.36求出來的容積V應為SBR池的有效容積。
              (3)SBR的總容積=有效容積+死水容積+超高容積。
              (4)SBR反應池的超高一般取0.5~1.0m。
              (5)SBR的有效容積指的是反應池最高水位和最低水位之間的容積。
              (6)死水容積指的是排水最低水位以下容積部分,保留一部分微生物量的容積。
              (7)SBR池有效容積V和進水Q的關系是什么?如果Q是單個池子的每周期進水量,則求出的V是單個池子的容積,如果Q代入的是每組全部池子每周期的進水量,則求出的V就是每組全部池子的總容積。
              3、曝氣系統
              序批式活性污泥法中,曝氣裝置的能力應是在規定的曝氣時間內能供給的需氧量,在設計中,高負荷運行時每單位進水BOD為0.5~1.5kgO2/kgBOD,低負荷運行時為1.5~2.5kgO2/kgBOD。
              在序批式活性污泥法中,由于在同一反應池內進行活性污泥的曝氣和沉淀,曝氣裝置必須是不易堵塞的,同時考慮反應池的攪拌性能。常用的曝氣系統有氣液混合噴射式、機械攪拌式、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
              上清液排除出裝置應能在設定的排水時間內,活性污泥不發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。為預防上清液排出裝置的故障,應設置事故用排水裝置。在上清液排出裝置中,應設有防浮渣流出的機構。
              序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期,應排出與活性污泥分離的上清液,并且具備以下的特征:
              (1)應能既不擾動沉淀的污泥,又不會使污泥上浮,按規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,集水機構應盡量靠近水面,并可隨上清液排出后的水位變化而進行排水。(追隨水位的性能)
              (3)排水及停止排水的動作應平穩進行,動作準確,持久可靠。(可靠性)
              排水裝置的結構形式,根據升降的方式的不同,有浮子式、機械式和不作升降的固定式。
              5、排泥設備
              設計污泥干固體量=設計污水量×設計進水SS濃度×污泥產率/1000 ,在高負荷運行(0.1~0.4 kg-BOD/kg-ss·d)時污泥產量以每流入1 kgSS產生1 kg計算,在低負荷運行(0.03~0.1 kg-BOD/kg-ss·d)時以每流入1 kgSS產生0.75 kg計算。
              在反應池中設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初沉池,易流入較多的雜物,污泥泵應采用不易堵塞的泵型。

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              SBR工藝設計主要參數
              序批式活性污泥法的設計參數,必須考慮處理廠的地域特性和設計條件(用地面積、維護管理、處理水質指標等)適當的確定。
              用于設施設計的設計參數應以下值為準:
              項目參數:
              BOD-SS負荷(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最小水深) 50以上
              序批式活性污泥法是一種根據有機負荷的不同而從低負荷(相當于氧化溝法)到高負荷(相當于標準活性污泥法)的范圍內都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷,由于將曝氣時間作為反應時間來考慮,定義公式如下:
              QS:污水進水量(m3/d)
              CS:進水的平均BOD5(mg/l)
              CA:曝氣池內混合液平均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 TA:一個周期的曝氣時間
              序批式活性污泥法的負荷條件是根據每個周期內,反應池容積對污水進水量之比和每日的周期數來決定,此外,在序批式活性污泥法中,因池內容易保持較好的MLSS濃度,所以通過MLSS濃度的變化,也可調節有機物負荷。進一步說,由于曝氣時間容易調節,故通過改變曝氣時間,也可調節有機物負荷。
              在脫氮和脫硫為對象時,除了有機物負荷之外,還必須對排出比、周期數、每日曝氣時間等進行研究。
              在用地面積受限制的設施中,適宜于高負荷運行,進水流量小負荷變化大的小規模設施中,最好是低負荷運行。因此,有效的方式是在投產初期按低負荷運行,而隨著水量的增加,也可按高負荷運行。

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              SBR調試程序及注意事項
              1、活性污泥的培養馴化
              SBR反應池去除有機物的機理與普通活性污泥法基本相同,主要大量繁殖的微生物群體降解污水中的有機物。
              活性污泥處理系統在正式投產之前的首要工作是培養和馴化活性污泥?;钚晕勰嗟呐囵B馴化可歸納為異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法,異步法為先培養后馴化,同步法則培養和馴化同時進行或交替進行,接種法系利用其他污水處理廠的剩余污泥,再進行適當的培馴。
              培養活性污泥需要有菌種和菌種所需要的營養物。對于城市污水,其中的菌種和營養都具備,可以直接進行培養。
              對于工業廢水,由于其中缺乏專性菌種和足夠的營養,因此在投產時除用一般的菌種和所需要營養培養足夠的活性污泥外,還應對所培養的活性污泥進行馴化,使活性污泥微生物群體逐漸形成具有代謝特定工業廢水的酶系統,具有某種專性。
              2、試運行
              活性污泥培養馴化成熟后,就開始試運行。試運行的目的使確定最佳的運行條件。
              在活性污泥系統的運行中,影響因素很多,混合液污泥濃度、空氣量、污水量、污水的營養情況等?;钚晕勰喾ㄒ笤谄貧獬貎缺3诌m宜的營養物與微生物的比值,供給所需要的氧,使微生物很好的和有機物相接觸,全體均勻的保持適當的接觸時間。
              對SBR處理工藝而言,運行周期的確定還與沉淀、排水排泥時間及閑置時間有關,還和處理工藝中所設計的SBR反應器數量有關。
              運行周期的確定除了要保證處理過程中運行的穩定性和處理效果外,還要保證每個池充水的順序連續性,即合理的運行周期應滿足運行過程中避免兩個或兩個以上的池子同時進水或第一個池子和最后一個池子進水脫節的現象。
              同時通過改變曝氣時間和排水時間,對污水進行不同的反應測試,確定最佳的運行模式,達到最佳的出水水質、最經濟的運行方式。
              3、污泥沉降性能的控制
              活性污泥的良好沉降性能是保證活性污泥處理系統正常運行的前提條件之一。如果污泥的沉降性能不好,在SBR的反應期結束后,污泥難以沉淀,污泥的壓密性差,上層清液的排除就受到限制,水泥比下降,導致每個運行周期處理污水量下降。
              如果污泥的絮凝性能差,則出水中的懸浮固體(SS)含量將升高,COD上升,導致處理出水水質的下降。
              導致污泥沉降性能惡化的原因是多方面的,但都表現在污泥容積指數(SVI)的升高。SBR工藝中由于反復出現高濃度基質,在菌膠團菌和絲狀菌共存的生態環境中,絲狀菌一般是不容易繁殖的,因而發生污泥絲狀菌膨脹的可能性是非常低的。
              SBR較容易出現高粘性膨脹問題。這可能是由于SBR法是一個瞬態過程,混合液內基質逐步降解,液相中基質濃度下降了,但并不完全說明基質已被氧化去除,加之許多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收,在很短的時間內,混合液中的基質濃度可降至很低的水平,從污水處理的角度看,已經達到了處理效果,但這僅僅是一種相的轉移,混合液中基質的濃度的降低僅是一種表面現象。
              可以認為,在污水處理過程中,菌膠團之所以形成和有所增長,就要求系統中有一定數量的有機基質的積累,在胞外形成多糖聚合物(否則菌膠團不增長甚至出現細菌分散生長現象,出水渾濁)。在實際操作過程中往往會因充水時間或曝氣方式選擇的不適當或操作不當而使基質的積累過量,致使發生污泥的高粘性膨脹。
              污染物在混合液內的積累是逐步的,在一個周期內一般難以馬上表現出來,需通過觀察各運行周期間的污泥沉降性能的變化才能體現出來。為使污泥具有良好的沉降性能,應注意每個運行周期內污泥的SVI變化趨勢,及時調整運行方式以確保良好的處理效果。

              07
              常見問題以及應對措施
              1、可怕,今天來了高濃度NH3-N廢水
              總體思路是降低氨氮濃度,可以通過:
              (1)調節進水周期,比如說2個周期進一次水或不進水,降低SBR池內NH3-N濃度,將SBR反應池調到硝化功能,多余的污水儲存在事故水池中,等出水正常后再做處理。
              (2)通過將SBR池處理過的水倒入進水池或給進水池加水的方法稀釋進水NH3-N濃度。
              2、高濃度COD沖擊SBR池
              同樣,我們要降低COD值,可以通過:
              (1)調節好氧曝氣及厭氧攪拌時的甲醇投加量,降低SBR池內COD值。
              (2)增大鼓風機風量,維持好氧曝氣時SBR池內溶解氧在指標范圍內。
              3、高濁度生產廢水沖擊SBR池
              (1)調大PAC加藥量,使大量無機物在預處理部分進行處理。
              (2)啟動各池排泥泵向污泥儲池排泥,增大預處理的功能。
              4、高溫廢水來了
              (1)降低運行負荷,減少曝氣量,使活性污泥活性慢慢恢復活性。
              (2)降低SBR池進水溫度,用處理過的SBR出水、消防水、生活水給進水“潑一盆冷水”。
              5、冬季極端低溫沖擊SBR池
              (1)匯報生產調度,在SBR池的前工序就把溫度升起來。
              (2)開啟蒸汽,為SBR池進水提溫。
              (3)向SBR池內通過臨時管線加入采暖水。
              6、SBR池發生污泥膨脹怎么辦
              這個情況不常見,就算發生了,也比活性污泥法好搞一些。處理措施:
              (1)降低污泥負荷,提高曝氣充氧量;
              (2)增加污泥濃度MLSS;
              (3)減少進水量,必要時停進水,悶曝, 增加曝氣量;
              (4)混合其它水降溫或增加冷卻塔降溫;
              (5)根據分析結果增加營養元素N、P;
              (6)通過進加堿調整進水 pH。
              7、顯微鏡觀察絲狀菌大量出現
              SBR反應池內存在有機物的濃度梯度,而且是好氧、缺氧(或厭氧)狀態交替出現,會抑制絲狀菌的繁殖。一般絲狀菌大量繁殖是進水低負荷引起的。 此時可以降低MLSS濃度,及時排泥,提高負荷。
              8、SBR池異常發泡
              原因有2個:
              (1)運行初期出現的大量白色泡沫。
              (2)放線菌造成,難以消泡。
              此時應該:
              (1)減少排泥量,增加污泥濃度。
              (2)加大污泥抽出量,降低池內PH,分離放線菌。
              9、正常運行時處理水質突然惡化,DO濃度異常高
              這是因為毒性物質、有害物質的流入,導致活性污泥菌種死亡。此時應該降低負荷,恢復或補充新鮮的活性污泥。
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