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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間、排泥時(shí)間和閑置時(shí)間，可以適當(dāng)靈活調(diào)節(jié)。
計(jì)算方法：
沉淀排水時(shí)間( Ts+D) 一般按2～4h 設(shè)計(jì)。閑置時(shí)間( Tx) 一般按0.5~1h 設(shè)計(jì)。 設(shè)定反應(yīng)時(shí)間為( Tf) 。一個(gè)周期所需時(shí)間T≥Tf+Ts+D+Tx。[1]
時(shí)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(gè)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(dòng)態(tài)沉淀。
構(gòu)筑物數(shù)量少、造價(jià)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(jí)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(dòng)化控制技術(shù)。
自動(dòng)化程度要求較高，操作、管理、維護(hù)，對(duì)操作管理人員素質(zhì)要求較高。
如采用人工操作，會(huì)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(duì)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(jì)要點(diǎn)
1、運(yùn)行周期（T）的確定
SBR的運(yùn)行周期由充水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、排水排泥時(shí)間和閑置時(shí)間來確定。充水時(shí)間（tv）應(yīng)有一個(gè)最優(yōu)值。如上所述，充水時(shí)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(shí)，充水時(shí)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(shí)，充水時(shí)間可適當(dāng)取短一些。充水時(shí)間一般取1～4h。反應(yīng)時(shí)間（tR）是確定SBR 反應(yīng)器容積的一個(gè)非常主要的工藝設(shè)計(jì)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(duì)于生活污水類易處理污水，反應(yīng)時(shí)間可以取短一些，反之對(duì)含有難降解物質(zhì)或有毒物質(zhì)的污水，反應(yīng)時(shí)間可適當(dāng)取長一些。一般在2～8h。沉淀排水時(shí)間（tS+D）一般按2～4h設(shè)計(jì)。閑置時(shí)間（tE）一般按2h設(shè)計(jì)。
一個(gè)周期所需時(shí)間tC≥tR﹢tS﹢tD
周期數(shù) n﹦24/tC
2、反應(yīng)池容積的計(jì)算
假設(shè)每個(gè)系列的污水量為q，則在每個(gè)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?cái)?shù)量
q：每一系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計(jì)最大日污水量）（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(shí)間內(nèi)能供給的需氧量，在設(shè)計(jì)中，高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)每單位進(jìn)水BOD為0.5～1.5kgO2/kgBOD，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(shí)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(shí)尚有混合作用，同時(shí)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(shí)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(dòng)沉淀的污泥，又不會(huì)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(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，動(dòng)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(jì)污泥干固體量=設(shè)計(jì)污水量×設(shè)計(jì)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(shí)污泥產(chǎn)量以每流入1 kgSS產(chǎn)生1 kg計(jì)算，在低負(fù)荷運(yùn)行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d)時(shí)以每流入1 kgSS產(chǎn)生0.75 kg計(jì)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(jì)主要參數(shù)
序批式活性污泥法的設(shè)計(jì)參數(shù)，必須考慮處理廠的地域特性和設(shè)計(jì)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(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)應(yīng)以下值為準(zhǔn)：
項(xiàng) 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最小水深) 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(shí)間作為反應(yīng)時(shí)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(shí)間比 e=n·TA/24
n:周期數(shù) TA:一個(gè)周期的曝氣時(shí)間
序批式活性污泥法的負(fù)荷條件是根據(jù)每個(gè)周期內(nèi)，反應(yīng)池容積對(duì)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(shí)間容易調(diào)節(jié)，故通過改變曝氣時(shí)間，也可調(diào)節(jié)有機(jī)物負(fù)荷。
在脫氮和脫硫?yàn)閷?duì)象時(shí)，除了有機(jī)物負(fù)荷之外，還必須對(duì)排出比、周期數(shù)、每日曝氣時(shí)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，最好是低負(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） �。�2～3）
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(duì)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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