SBR工艺简介.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SBR,工艺简介,Sequencing Batch,ReactorActivated,Sludge Process,一、,SBR,概念,SBR,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同,SBR,技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR,技术的核心是,SBR,反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。,SBR,工作程序,SBR,工艺的优缺点,优点：,1,、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。,2,、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。,3,、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。,4,、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。,5,、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。,6,、反应池内存在,DO,、,BOD5,浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。,7,、,SBR,法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。,8,、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。,9,、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。,缺点：,1,、连续进水时，对于单一,SBR,反应器需要较大的调节池。,2,、对于多个,SBR,反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。,3,、无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。,4,、设备的闲置率较高。,5,、污水提升水头损失较大。,6,、如果需要后处理，则需要较大容积的调节池,四、,SBR,系统的适用范围,1),中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。,2),需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。,3),水资源紧缺的地方。,SBR,系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。,4),用地紧张的地方。,5),对已建连续流污水处理厂的改造等。,6),非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。,SBR,的演变,间歇式循环延时曝气活性污泥法（,ICEAS),ICEAS,与传统,SBR,相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统,SBR,低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。,好氧间歇曝气系统,(DAT-IAT),主体构筑物是由需氧池,DAT,池和间歇曝气池,IAT,池组成，,DAT,池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入,IAT,池，,IAT,池连续进水间歇排水。同时，,IAT,池污泥回流,DAT,池。它具有抗冲击能力强的特点，并有除磷脱氮功能。,循环式活性污泥法,(CASS),将,ICEAS,的预反应区用容积更小,设计更加合理优化的生物选择器代替。通常,CASS,池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为,1,：,5,：,30,。整个过程连续间歇运行，进水、沉淀、滗水、曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。,改良式序列间歇反应器（,MSBR),根据,SBR,技术特点结合,A2-O,工艺，反应器采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行。脱氮除磷能力更强。,六、,SBR,设计要点 设计参数,BOD-SS,负荷,(kg-BOD/kg-,ssxd,),0.03,0.4,MLSS(mg/l,),1500,5000,排出比,(1/m),1/2,1/6,安全高度,(cm,)(,活性污泥界面以上的最小水深,),50,以上,1,、运行周期（,T,）的确定,SBR,的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（,tv,）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。,充水时间一般取,1,4,。反应时间（,tR,）是确定,SBR,反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，,反应时间可适当取长一些。一般在,2,8h,。沉淀排水时间（,tS+D,）一般按,2,4h,设计,。闲,置时间（,tE,）一般按,2h,设计。一个周期所需时间,tCtRxtSxtD,，周期数,nx24,tC,2,、反应池容积的计算,假设每个系列的污水量为,q,，则在每个周期进入各反应池的污水量为,q/n?N,。各反应池的容积为：,V,mq,nN,V:,各反应池的容量,1/m,：排出比,n,：周期数（周期,/d,）,N:,每一系列的反应池数量,q,：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（,m3/d,）,3,、曝气系统,序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，,在设计中，高负荷运行时每单位进水,BOD,为,0.5,1.5kgO2/kgBOD,，低负荷运行时为,1.5,2.5kgO2/kgBOD,。,在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。,4,、排水系统,上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征：,1),应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）,2),为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）,3),排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性）排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。,5,、排泥设备,设计污泥干固体量,=,设计污水量,设计进水,SS,浓度,污泥产率,1000,，在高负荷运行（,0.1,0.4 kg-BOD/kg-,ss?d,）时污泥产量以每流入,1,kgSS,产生,1 kg,计算，在低负荷运行（,0.03,0.1 kg-BOD/kg-,ss?d,）时以每流入,1,kgSS,产生,0.75 kg,计算。,在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得,2,3%,的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。,七、工程设计示例,某制药厂采用,SBR,处理系统对全厂生产废水和生活污水进行处理。,7.1,设计参数,进水水质：进水流量：,Q,2500m3,d,BOD 650mg,COD 800mg,l,SS 120mg,l,出水水质：,BOD60mg,l,COD100mg,l,SS20mg,l,处理工艺流程：,7.2,工艺计算,7.2.1,格栅（计算略）,7.2.2,调节池,用于调节水质、水量。采用水下搅拌器搅拌，防止污泥沉淀。,水力停留时间：,6,小时,外形尺寸：,15105m,有效水深：,4.2m,7.2.3 SBR,反应池,设计条件：,反应池池数,N,2,反应池有效水深,H,6.0m,安全高度,0.5m,排出比,1,m,1,3,MLSS,浓度,CA,4000mg,l,BOD,SS,负荷,Ls,0.25kgBOD,kgSSd,曝气时间,TA,：,TA,24Cs,LsmCA,24650,0.2534000,5.2h,沉淀时间,Ts,：,Ts,H,（,1,m,）,Vmax,当,MLSS,3000mg,1,时,Vmax,7.4104tCA1.7,当,MLSS,3000mg,1,时,Vmax,4.6104tCA-1.26,则,Ts,H,（,1,m,）,4.6104tCA,-1.26,5,（,1,3,）,0.5,4.6104t4000-1.26,1.7h,排水时间,TD,：,选滗水器的排水速度,450m3,h,则排水时间,TD,1.1,小时,一周期所需要的时间,T,：,TTA,Ts,TD,5.2,1.7,1.1,8.0h,周期数,n,24,（,TA,Ts,TD,）,24,8,3,进水时间,TF,T,N,8,2,4h,反应池容积：,反应池容积,V,mq,nN,32500,32,625m3,池,需氧量：,由于当低负荷运行时，需氧量为,1.5,2.5kgO2,kgBOD,此处，以,2.0kgO2,kgBOD,计算,则,OD,250065010,（,3,）,2.0,3250kgO2,d,当周期数,n,3,、反应池数量,N,2,则每一周期需氧量为：,OD,3250,3,2,541.7kgO2,周期,池,曝气时间前面计算为,5.2,小时，,OD,541.7,5.2,104.2kgO2,h,标准需氧量,根据需氧量、污水温度以及大气压的换算可求出标准需氧量,SOR,。,当混合液水温,200C,，混合液的,DO,浓度为,2mg,l,，反应池水深为,6m,时：,SOR,142.2kgO2,h,（计算过程略）,其它,曝气设备、滗水装置、污泥脱水设备等计算略,八、,S,BR,设计需特别注意的问题,（一）主要设施与设备,1,、设施的组成 本法原则上不设初次沉淀池，为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。,2,、反应池 反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。,形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为,1,：,1,1,：,2,，水深,4,6,米。,反应池水深过深，基于以下理由是不经济的：如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。反应池水深过浅，基于以下理由是不希望的：在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能过深。与其他相同,BODSS,负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设,2,个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时，也可建一个池,3,、排水装置 排水系统是,SBR,处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的,SBR,排水装置大致可归纳为以下几种：,潜水泵单点或多点排水。,这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件：单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；集水口随水位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：上清液排出装置的溢流负荷,确定需要的设备数量；活性污泥界面上的最小水深,主要是为了防止污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量须扩大；在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合,SBR,法的运行原理。,滗水器的原理和工程实例,由于,SBR,工艺是周期排水，且排水时池中水位是不断变化的，为了保证排水时不扰动池中各层清水，且排出的总是上层，同时为了防止水面上的浮渣溢出，排水堰口始终处于淹没流状态。因此，,SBR,工艺要求使用滗水器（浮动式排水堰,（二）设计参数,1,、,SBR,工艺的需氧与供氧,由于,SBR,工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，,有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期,SBR,反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。,SBR,反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。,2,、,SBR,工艺排出比（,1/m,）的选择,SBR,工艺排出比（,1/m,）的大小决定了,SBR,工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。根据微生物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出比，反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。,3,、,SBR,反应池混合液污泥浓度,根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。,SBR,工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，,SBR,反应池池容就小，反之,SBR,反应池池容则大。但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。,SBR,工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。,4,、,关于污泥负荷率的选择,污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污泥负荷率的大小关系到,SBR,反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。,九、,SBR,调试程序及注意事项,（一）活性污泥的培养驯化,SBR,反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。,（二）试运行 活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。在活性污泥系统的运行中，,影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。,活性污泥法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。,对,SBR,处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的,SBR,反应器数量有关。,运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式，达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。,（三）污泥沉降性能的控制 活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在,SBR,的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（,SS,）含量将升高，,COD,上升，导致处理出水水质的下降。导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容积指数（,SVI,）的升高。,SBR,工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。,SBR,较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于,SBR,法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高粘性膨胀。污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每个运行周期内污泥的,SVI,变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。,结束语,SBR,工艺，由于有工艺简单、设备少、造价低、运行管理方便等优点，近年来国内一些中小型污水处理厂已经采用或正在采用。系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围，特别是在小规模生活污水处理厂用地紧张的地方或对已建连续流污水处理厂的改造等方面有着广泛的应用前景。,