污水生物处理技术市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

SBR污水生物处理技术污水生物处理技术贵州创业水务有限企业贵州创业水务有限企业1 1第1页第一节第一节 概述概述 序批式(间歇)活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)，简称SBR，是近年来在国内外被引发广泛重视和研究日趋增多一个废水处理工艺，且当前已经有一些生产装置在运行中。其实，SBR作为废水处理技术井非是污水处理新工艺。早在19英国学者Ardern和Locket创造活性污泥法时，采取就是这种处理系统。即使这种运行方式效率较高，但因为当初自动监控水平较低，而间歇处理控制阀门十分复杂，工作量大且难以操作，尤其是以后伴随城市和工业废水处理规模日趋大型化，间歇式活性污泥法逐步被连续式活性污泥法所代替。近年来，伴随计算机和自动控制技术飞速发展，处理了活性污泥法开发早期间歇操作中复杂问题，使该工艺优势得到了逐步充分发挥。而监控技术自动化程度以及污水处理厂自动化管理要求日益提升，又为间歇式活性污泥法再度深入研究和应用，提供了极为有利先决条件。2 2第2页第一节第一节 概述概述 SBR SBR工艺在设计和运行中，依据不一样水质条件、使用场所和出工艺在设计和运行中，依据不一样水质条件、使用场所和出水要求，有了许多新改变和发展，产生了许多新变型。水要求，有了许多新改变和发展，产生了许多新变型。ICEAS(Intermittent Cyclic Extended Aeration System)ICEAS(Intermittent Cyclic Extended Aeration System)间歇式循环延间歇式循环延时曝气活性污泥法是时曝气活性污泥法是8080年代初在澳大利亚发展起来变型年代初在澳大利亚发展起来变型SBRSBR，开发者，开发者是澳大利亚新南威尔士大学和美国是澳大利亚新南威尔士大学和美国GoronszyGoronszy教授。与传统教授。与传统SBRSBR相比，相比，ICEASICEAS虽大特点是增加了一个预反应区，且连续进水，间歇排水，但虽大特点是增加了一个预反应区，且连续进水，间歇排水，但山于在沉淀期进水影响了泥水分离，使进水量受到了限制。山于在沉淀期进水影响了泥水分离，使进水量受到了限制。DAT-DAT-IAT(Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank)IAT(Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank)工艺为了克服工艺为了克服ICEASICEAS缺点将预反应区改为与缺点将预反应区改为与SBRSBR反应池反应池IATIAT分立预曝池分立预曝池DATDAT，DATDAT连连续进水、连续曝气，主体间歇反应器续进水、连续曝气，主体间歇反应器IATIAT在沉淀阶段不受进水影响，在沉淀阶段不受进水影响，且增加了从且增加了从IATIAT到到DATDAT回流。不过对于含生物难降解有机物污水处理，回流。不过对于含生物难降解有机物污水处理，DAT-IATDAT-IAT并不能取得好效果，而并不能取得好效果，而CASS(Cyclic Activated Sludge System)CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺克服了这个缺点，将工艺克服了这个缺点，将ICEASICEAS预反应区革新为容积较小、设计愈加预反应区革新为容积较小、设计愈加优化合理生物选择器，并将主反应区部分剩下污泥回流至选择器，沉优化合理生物选择器，并将主反应区部分剩下污泥回流至选择器，沉淀阶段不进水，因而系统愈加稳定，且含有良好脱氮除磷效果。淀阶段不进水，因而系统愈加稳定，且含有良好脱氮除磷效果。IDEA(Intermittent Decanted Extended Aeration)IDEA(Intermittent Decanted Extended Aeration)又是又是CASSCASS发展，主发展，主要是将生物选择器改为与要是将生物选择器改为与SBRSBR主构筑物分立预混合池。不过，全部上主构筑物分立预混合池。不过，全部上述工艺均只能作到进水连续，而排水是间歇。述工艺均只能作到进水连续，而排水是间歇。3 3第3页第一节第一节 概述概述 为了克服间歇排水这个缺点，为了克服间歇排水这个缺点，UNITANKUNITANK工艺集合了工艺集合了SBRSBR和三沟式氧化沟和三沟式氧化沟优点，一体化设计，作到连续进水连续出水，而且污泥自动回流，与优点，一体化设计，作到连续进水连续出水，而且污泥自动回流，与CASSCASS相比省去了污泥回流设备。但相比省去了污泥回流设备。但UNITANKUNITANK工艺还存在中沟污泥浓度低及过分工艺还存在中沟污泥浓度低及过分依赖于仪表装置等缺点，如一旦进水阀门损坏，整个系统将无法工作。为依赖于仪表装置等缺点，如一旦进水阀门损坏，整个系统将无法工作。为了克服了克服UNITANKUNITANK工艺缺点，又产生了一个新型工艺缺点，又产生了一个新型SBRSBR系统系统MSBR(Modified MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)Sequencing Batch Reactor)，它实质上是将，它实质上是将A2/OA2/O工艺与工艺与SBRSBR系统串联而成，系统串联而成，采取单池多格方式，省去了许多阀门仪表，增加污泥回流又确保了较高污采取单池多格方式，省去了许多阀门仪表，增加污泥回流又确保了较高污泥浓度，有很好除磷脱氮效果。近几年，其它许多泥浓度，有很好除磷脱氮效果。近几年，其它许多SBRSBR系统研究也得到了系统研究也得到了深入，如厌氧深入，如厌氧SBRSBR、多级、多级SBRSBR等，均取得了良好效果。等，均取得了良好效果。7070年代初，美国年代初，美国Natre DameNatre Dame大学大学R.IrvineR.Irvine教授采取试验室规模装置对教授采取试验室规模装置对SBRSBR工艺进行了系统深入研究，井于工艺进行了系统深入研究，井于19801980年在美国国家环境保护局年在美国国家环境保护局(EPA)(EPA)资资助下，在印第安纳州助下，在印第安纳州CulverCulver城改建并投产了世界上第一个城改建并投产了世界上第一个SBRSBR法污水处理法污水处理厂。继后，日本、德国、法国、澳大利亚等国都对厂。继后，日本、德国、法国、澳大利亚等国都对SBRSBR工艺进行了应用研工艺进行了应用研究。澳大利亚是最多应用究。澳大利亚是最多应用SBRSBR法国家之一，该国法国家之一，该国BHPBHP企业声称拥有世界上企业声称拥有世界上最先进最先进SBRSBR法生物除磷脱氨工艺。当前已建成法生物除磷脱氨工艺。当前已建成SBRSBR法污水处理厂法污水处理厂600600多座，多座，处理量处理量21104m3/d21104m3/dSBRSBR法厂正在建设中。美国最大厂处理规模为法厂正在建设中。美国最大厂处理规模为11104m3/d11104m3/d。法国。法国DegrementDegrement水处理企业还将水处理企业还将SBRSBR反应器作为定型产品供反应器作为定型产品供小型污水处理站使用。小型污水处理站使用。4 4第4页第一节第一节 概述概述 我国于我国于8080年代中期开始对年代中期开始对SBRSBR污水处理工艺进行研究和应用。湖南湘污水处理工艺进行研究和应用。湖南湘潭大学刘永淞等人在含酚废水、肉联厂污水、啤酒厂污水、绝缘漆生产污潭大学刘永淞等人在含酚废水、肉联厂污水、啤酒厂污水、绝缘漆生产污水水SBRSBR法处理研究处理上，综合讨论分析了法处理研究处理上，综合讨论分析了SBRSBR工艺特征。认为正确控制工艺特征。认为正确控制充水时间和曝气方式是最大程度地提升充水时间和曝气方式是最大程度地提升SBRSBR系统反应速度主要伎俩，并认系统反应速度主要伎俩，并认为为SBRSBR是一个性能较稳定处理方法，含有特殊微生物相特征。哈尔滨建筑是一个性能较稳定处理方法，含有特殊微生物相特征。哈尔滨建筑大学五福珍等对大学五福珍等对SBRSBR法供气量最优控制和曝气沉淀时间最优分配及污泥膨法供气量最优控制和曝气沉淀时间最优分配及污泥膨胀问题进行了研究，认为胀问题进行了研究，认为SBRSBR能够在反应阶段实施非均匀曝气，并依据不能够在反应阶段实施非均匀曝气，并依据不一样污水性质来确定最优曝气和沉淀时间，并认为低负荷和沉淀及闲置时一样污水性质来确定最优曝气和沉淀时间，并认为低负荷和沉淀及闲置时间过长时间过长时SBRSBR也会发生污泥膨胀。近年来，有多篇文章对也会发生污泥膨胀。近年来，有多篇文章对SBRSBR设计，主要设计，主要硬件设备及最新硬件设备及最新SBRSBR变型进行了介绍。同济大学顾烟维教讲课题组还开发变型进行了介绍。同济大学顾烟维教讲课题组还开发了新型了新型MSBRMSBR污水脱氮除磷工艺，并将其应于工程实践。污水脱氮除磷工艺，并将其应于工程实践。19851985年，我国第年，我国第一座一座SBRSBR污水处理设施污水处理设施上海市政设计院设计上海市政设计院设计SBRSBR污水处理系统投入运污水处理系统投入运行，设计处理水量为行，设计处理水量为2400t/d2400t/d。当前，上海、广州、无锡、扬州、昆明等。当前，上海、广州、无锡、扬州、昆明等地已经有多座地已经有多座SBRSBR污水处理装置投入运行。并有将膜法污水处理装置投入运行。并有将膜法SBRSBR工艺应用于处工艺应用于处理印染废水、理印染废水、CASTCAST工艺应用于处理啤酒废水等汇报。从应用情况来看，工艺应用于处理啤酒废水等汇报。从应用情况来看，SBRSBR是一个高效、经济、可靠、管理简便、适合中小水量污水处理工艺，是一个高效、经济、可靠、管理简便、适合中小水量污水处理工艺，符合我国国情，在我国有着辽阔应用前景。符合我国国情，在我国有着辽阔应用前景。5 5第5页第一节第一节 概述概述 相对于传统连接流活性污泥法，相对于传统连接流活性污泥法，SBRSBR工艺还未处于发展完善阶段，工艺还未处于发展完善阶段，毕竟从毕竟从SBRSBR再次兴起到现在不过十几年时间，许多研究还属于刚起步再次兴起到现在不过十几年时间，许多研究还属于刚起步阶段，在基础理论研究方面阶段，在基础理论研究方面SBRSBR存在着较多疑问，比如可同时脱氮、存在着较多疑问，比如可同时脱氮、除磷微生物机理、厌氧好氧交替进行对微生物活性和种群分布影响等；除磷微生物机理、厌氧好氧交替进行对微生物活性和种群分布影响等；在工程应用方面缺乏科学、可靠设计模式及成熟运行管理经验，而在工程应用方面缺乏科学、可靠设计模式及成熟运行管理经验，而SBRSBR本身特点间歇运行、自动化要求程度高，又增加了处理问题难度本身特点间歇运行、自动化要求程度高，又增加了处理问题难度和应用不足。当前，和应用不足。当前，UNITANKUNITANK和和MSBRMSBR出现在一定程度上反应了出现在一定程度上反应了SBRSBR工艺发展趋向，它一体化和组合式设计思想代表了污水处理工艺最新工艺发展趋向，它一体化和组合式设计思想代表了污水处理工艺最新研究方向。研究方向。UNTANKUNTANK工艺不但综合了传统活性污泥法和工艺不但综合了传统活性污泥法和SBRSBR工艺优点，工艺优点，连续进水，连续出水，而且在总费用、脱氮除磷及污水综合处理零排连续进水，连续出水，而且在总费用、脱氮除磷及污水综合处理零排放方面都有很好效果，在环境要求下不停提升而占地不停降低今天，放方面都有很好效果，在环境要求下不停提升而占地不停降低今天，UNITANKUNITANK工艺独特新奇设计思想确实值得借鉴，并将代表污水生物处工艺独特新奇设计思想确实值得借鉴，并将代表污水生物处理发展方向。理发展方向。6 6第6页第二节第二节 SBR工艺技术特征工艺技术特征 现行研究认为现行研究认为MonodMonod公式能很好地反应公式能很好地反应SBRSBR中有机物降解规律，中有机物降解规律，以下以以下以MonodMonod公式为基础对公式为基础对DBRDBR法动力学进行分析。为了应用动力学法动力学进行分析。为了应用动力学模式和简化计算，有必要引入以下假设：模式和简化计算，有必要引入以下假设：（1 1）污水已经过良好首次沉淀处理，进入曝气池污水中，可生化）污水已经过良好首次沉淀处理，进入曝气池污水中，可生化基质是可溶性；基质是可溶性；（2 2）在一个周期内，合成微生物量与总生物量相比能够忽略不计，）在一个周期内，合成微生物量与总生物量相比能够忽略不计，即反应器中微生物总量近似不变；即反应器中微生物总量近似不变；（3 3）一个运行周期开始前，反应器中底物浓度（即上一周期出水）一个运行周期开始前，反应器中底物浓度（即上一周期出水浓度）与原水浓度相比能够忽略不计；浓度）与原水浓度相比能够忽略不计；（4 4）在进水期，进水底物浓度积累占主导地位，）在进水期，进水底物浓度积累占主导地位，MonodMonod公式中公式中KSKSS S，反应期，反应期KSKSS S；（5 5）以恒定流量进水。）以恒定流量进水。SBRSBR工艺废水降解主要发生在进水期和反应期，联络这两个阶段中工艺废水降解主要发生在进水期和反应期，联络这两个阶段中间变量是进水期末或反应期初底物浓度间变量是进水期末或反应期初底物浓度SFSF，这是一个关键变量。，这是一个关键变量。7 7第7页第二节第二节 SBR工艺技术特征工艺技术特征1 1进水期进水期由由MonodMonod公式可知：公式可知：（3-13-1）式中式中 底物去除速度；底物去除速度；X X反应器中混合液活性污泥浓度；反应器中混合液活性污泥浓度；t t时间；时间；S S反应器中底物浓度；反应器中底物浓度；K K反应速率常数；反应速率常数；KsKs半速度常数。半速度常数。依据基质物料平衡可得：依据基质物料平衡可得：（3-23-2）式中式中 Q Q进水流量；进水流量；SOSO进水底物浓度。进水底物浓度。8 8第8页第二节第二节 SBR工艺技术特征工艺技术特征式中式中 Q Q进水流量；进水流量；SOSO进水底物浓度。进水底物浓度。由假设可知，生物总量由假设可知，生物总量XVXV=定值，即定值，即 （3-33-3）式中式中 XVXV混合液体积最大时污泥浓度以混合液体积最大时污泥浓度以MLVSSMLVSS计；计；VOVO混合液最大致积或反应器有效容积；混合液最大致积或反应器有效容积；由假设，进水期由假设，进水期KSKSS S，式（，式（3-23-2）可化为：）可化为：（3-43-4）刚开始进水时（刚开始进水时（t=0t=0），由假设（），由假设（3 3）得：）得：（3-53-5）式中式中VFVF充水期结束时进水体积；充水期结束时进水体积；SeSe出水底物浓度。出水底物浓度。当进水结束时（当进水结束时（t=tFt=tF），），（3-63-6）式中式中SFSF进水期结束或反应期开始时底物浓度。进水期结束或反应期开始时底物浓度。9 9第9页第二节第二节 SBR工艺技术特征工艺技术特征将上述两个边界条件代入议程式（将上述两个边界条件代入议程式（3-43-4），积分可得：），积分可得：（3-73-7）由流量由流量Q=VF/tFQ=VF/tF，定义充水比，定义充水比=VF/VO=VF/VO，则式（，则式（3-73-7）变为）变为 （3-83-8）引入引入“进水期污泥负荷进水期污泥负荷”概念，它含义为概念，它含义为“进水期单位活性污泥生物量进水期单位活性污泥生物量在单位时间内所承受有机物数量在单位时间内所承受有机物数量”，用公式表示即为：，用公式表示即为：（3-93-9）则式可表示为：则式可表示为：（3-103-10）2 2反应期反应期在反应期，进水在反应期，进水Q=0Q=0，V V恒为恒为VOVO，则，则MonodMonod模式能够表示为：模式能够表示为：（3-113-11）令令k=K/(Ks+S)K/Ks=k=K/(Ks+S)K/Ks=常数。常数。用反应期始、末浓度表示式（用反应期始、末浓度表示式（3-113-11）可近似为：）可近似为：（3-123-12）1010第10页第二节第二节 SBR工艺技术特征工艺技术特征 式中式中tRtR反应期时间反应期时间 因为因为SeSe为为数值很小目标值，不妨设数值很小目标值，不妨设SeSeSFSF，且，且SeSe为一定值，为一定值，则式可近似表示为：则式可近似表示为：（3-133-13）引入引入“反应期污泥负荷反应期污泥负荷”概念，它含义是概念，它含义是“反应期单位活性污泥微生反应期单位活性污泥微生物量在单位时间内所承受有机物数量物量在单位时间内所承受有机物数量”，用公式表示即为：，用公式表示即为：（3-143-14）式（式（3-143-14）意义是，对于不一样运行条件，假如处理要求一样，那么）意义是，对于不一样运行条件，假如处理要求一样，那么选择反应期污泥负荷是一样。选择反应期污泥负荷是一样。1111第11页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 一、一、SBRSBR工艺流程工艺流程 序批式活性污泥法是由按一定次序间歇操作运行序批式活性污泥法是由按一定次序间歇操作运行SBRSBR反应器组成。反应器组成。SBRSBR工艺一个完整操作过程，亦即每个工艺一个完整操作过程，亦即每个SBRSBR反应器在处理废水时操作反应器在处理废水时操作过程包含以下五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。过程包含以下五个阶段：进水、反应、沉淀、出水、闲置。SBRSBR法运法运行工况是以间歇担任为主要特征。所谓序列间歇式有两种含义：一是行工况是以间歇担任为主要特征。所谓序列间歇式有两种含义：一是运行操作在空间上是按序顺排列、间歇，因为污水都是连续排放且流运行操作在空间上是按序顺排列、间歇，因为污水都是连续排放且流量波动很大，这时量波动很大，这时SBRSBR反应器最少有两个池或多个池（如图反应器最少有两个池或多个池（如图3 31 1），），污水连续按序列进入每个污水连续按序列进入每个SBRSBR反应器，它们运行时相对关系是有次序、反应器，它们运行时相对关系是有次序、也是间歇；二是每个也是间歇；二是每个SBRSBR反应器运行操作，在时间上也是按次序排列、反应器运行操作，在时间上也是按次序排列、间歇，普通可按运行次序分为五个阶段，即进水、反应、沉淀、出水间歇，普通可按运行次序分为五个阶段，即进水、反应、沉淀、出水和闲置阶段，称为一个运行周期，如图和闲置阶段，称为一个运行周期，如图3 32 2所表示。这种操作周期是所表示。这种操作周期是周而复始重复进行，以到达不停进行污水处理目标，在一个运行周期周而复始重复进行，以到达不停进行污水处理目标，在一个运行周期内，各个阶段运行时间、反应器内混合液体积改变以及运行状态等都内，各个阶段运行时间、反应器内混合液体积改变以及运行状态等都能够依据详细污水性质、出水质量与运行功效要求等灵活掌握，可见能够依据详细污水性质、出水质量与运行功效要求等灵活掌握，可见对于某一单一对于某一单一SBRSBR反应器来说，不存在空间上控制障碍，只在时间上反应器来说，不存在空间上控制障碍，只在时间上进行有效地控制和变换，即能到达各种功效要求，非常灵活。进行有效地控制和变换，即能到达各种功效要求，非常灵活。1212第12页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程1313第13页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程图图图图3-2 SBR3-2 SBR一个运行周期内操作过程一个运行周期内操作过程一个运行周期内操作过程一个运行周期内操作过程 单个单个SBRSBR反应器集储水、曝气和沉淀于一体，间歇排污，而多个反应器集储水、曝气和沉淀于一体，间歇排污，而多个SBRSBR反应器并联运行，能够做到连续排污。如图反应器并联运行，能够做到连续排污。如图3 31 1所表示，按操作次序所表示，按操作次序依次对每个依次对每个SBRSBR反应器进行充水，当处理系统中最终一个反应器充水完成反应器进行充水，当处理系统中最终一个反应器充水完成后，第一个反应器已完成整个运行周期并接着充水，如此循环往复运行，后，第一个反应器已完成整个运行周期并接着充水，如此循环往复运行，由图由图3 31 1也能够看出多个也能够看出多个SBRSBR反应器处理系统需要较多控制阀门以控制水反应器处理系统需要较多控制阀门以控制水流方向和流量，所以流方向和流量，所以SBRSBR工艺大多适合处理水量较小情形，假如应用于大工艺大多适合处理水量较小情形，假如应用于大水量处理过程，则需自动化程度较高控制系统，这也正是水量处理过程，则需自动化程度较高控制系统，这也正是SBRSBR工艺在创造工艺在创造之初未能得到应用原因所在。之初未能得到应用原因所在。1414第14页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 二、二、二、二、SBRSBR工艺操作过程工艺操作过程工艺操作过程工艺操作过程 如前所述，一个如前所述，一个SBRSBR反应器运行周期包含了五个阶段操作过程，即反应器运行周期包含了五个阶段操作过程，即进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期及闲置期。详细描述以下。进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期及闲置期。详细描述以下。1 1进水期进水期 进水期是反应池接纳污水过程。因为充水开始之前是上一个周期进水期是反应池接纳污水过程。因为充水开始之前是上一个周期闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度活性污泥混合液，这也就相当闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度活性污泥混合液，这也就相当于传统活性污泥法中污泥回流作用。充水所需时间随地理规模和反应于传统活性污泥法中污泥回流作用。充水所需时间随地理规模和反应器容积大小及被处理污水水质而定，普通为几个小时。器容积大小及被处理污水水质而定，普通为几个小时。1515第15页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 SBR SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初将污水在一个较短时工艺间歇进水，即在每个运行周期之初将污水在一个较短时间内投入反应器，待反应器充水到一定位置后间内投入反应器，待反应器充水到一定位置后(如池内充满水如池内充满水)再进行再进行下一步操作过程。所以，充水期内下一步操作过程。所以，充水期内SBRSBR池相当于一个变容反应器，混池相当于一个变容反应器，混合液基质合液基质(污染物污染物)浓度在存留污泥上清液基质浓度基础上逐步增大，浓度在存留污泥上清液基质浓度基础上逐步增大，直至充水期结束，曝气池充满，混合液基质浓度到达最大值。在污水直至充水期结束，曝气池充满，混合液基质浓度到达最大值。在污水投加过程中，投加过程中，SBRSBR反应器内也同时存在着污染物混合及污染物被池中反应器内也同时存在着污染物混合及污染物被池中活性污泥吸附、吸收和氧化等作用。伴随液相污染物浓度不停提升，活性污泥吸附、吸收和氧化等作用。伴随液相污染物浓度不停提升，这种吸附、吸收和氧化作用也随之加紧。因为在这种吸附、吸收和氧化作用也随之加紧。因为在SBRSBR工艺中，污水向工艺中，污水向反应反应9S9S投入时间普通比较短，在充水时间里单位时间内向反应器投入投入时间普通比较短，在充水时间里单位时间内向反应器投入污染物数量比连续式活性污泥法大，投入速度大于活性污泥吸附、吸污染物数量比连续式活性污泥法大，投入速度大于活性污泥吸附、吸收和生物氧化降解速度，从而造成污染物在混合液中积累。假如污水收和生物氧化降解速度，从而造成污染物在混合液中积累。假如污水无毒性，基质浓度积累能够增大反应期内反应速度，但有一极值，即无毒性，基质浓度积累能够增大反应期内反应速度，但有一极值，即基质浓度增大到一定值后，反应速度不能再深入增大；假如污水有毒基质浓度增大到一定值后，反应速度不能再深入增大；假如污水有毒性，但积累基质最高浓度低于毒性抑制浓度时，也能够增大反应速度；性，但积累基质最高浓度低于毒性抑制浓度时，也能够增大反应速度；假如污水有毒性，基质浓度也较高，则会因为充水期基质积累形成反假如污水有毒性，基质浓度也较高，则会因为充水期基质积累形成反应受抑制。充水时间是进水期一个主要工作参数，缩短充水时间能够应受抑制。充水时间是进水期一个主要工作参数，缩短充水时间能够提升混合液基质浓度，所以在提升混合液基质浓度，所以在SBRSBR工艺中需要控制充水时间，使反应工艺中需要控制充水时间，使反应能不受抑制影响，同时又能取得较高反应速度。能不受抑制影响，同时又能取得较高反应速度。1616第16页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 SBR SBR充水过程，不但仅是水位升高，同时也进行着主要生化反应。在充水过程，不但仅是水位升高，同时也进行着主要生化反应。在充水期间能够考虑对充水期间能够考虑对SBRSBR反应器进行曝气、搅拌或静置，普通将反应器进行曝气、搅拌或静置，普通将SBRSBR反应反应器在充水阶段采取方式分为三类，即非限制曝气器在充水阶段采取方式分为三类，即非限制曝气(一边曝气一边充水一边曝气一边充水)、限、限制曝气制曝气(充水完成后再开始曝气充水完成后再开始曝气)、半限制曝气、半限制曝气(充水后期曝气充水后期曝气)。采取非限制曝气时，在充水同时进行曝气，使逐步向反应器投入污染采取非限制曝气时，在充水同时进行曝气，使逐步向反应器投入污染物能及时得到吸附、吸收和生物降解。所以，非限制曝气是限制基质在混物能及时得到吸附、吸收和生物降解。所以，非限制曝气是限制基质在混合液中积累有效方法，尤其适合用于有毒废水处理，但对于污水浓度不高、合液中积累有效方法，尤其适合用于有毒废水处理，但对于污水浓度不高、无毒性污水或需要污水脱氮时不适用。假如污水基质浓度不高，采取非限无毒性污水或需要污水脱氮时不适用。假如污水基质浓度不高，采取非限制曝气方式，在充水期也存在着基质降解，从而使混合液中基质浓度增加制曝气方式，在充水期也存在着基质降解，从而使混合液中基质浓度增加不多，在反应期不能形成显著浓度梯度，也易引发污泥膨胀。采取限制曝不多，在反应期不能形成显著浓度梯度，也易引发污泥膨胀。采取限制曝气方式，能够最大程度地提升混合液中基质浓度，使反应过程中有一个较气方式，能够最大程度地提升混合液中基质浓度，使反应过程中有一个较大浓度梯度，这对低浓度污水抑制丝状污泥膨胀是有利，同时能进行反硝大浓度梯度，这对低浓度污水抑制丝状污泥膨胀是有利，同时能进行反硝化脱氮。因为限制曝气时反应器混合液中溶解氧为零，在曝气供氧时推进化脱氮。因为限制曝气时反应器混合液中溶解氧为零，在曝气供氧时推进力也要比平时高力也要比平时高20203030，从而在一定程度上起着供氧和耗氧量平衡作，从而在一定程度上起着供氧和耗氧量平衡作用而提升氧利用率。不论采取何种方式，都是依据工艺要求和废水性质作用而提升氧利用率。不论采取何种方式，都是依据工艺要求和废水性质作为整体处理目标来决定，这也是为整体处理目标来决定，这也是SBRSBR工艺一大特点，传统活性污泥法各构工艺一大特点，传统活性污泥法各构筑物和水泵大小规格已定，要想改变反应时间和反应条件是很困难。筑物和水泵大小规格已定，要想改变反应时间和反应条件是很困难。1717第17页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 2反应期 反应期是在进水期结束后或SBR反应器充满水后，进行曝气或搅拌以抵达处理目标(去除BOD、硝化、脱氮除磷)。在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度及低浓度基质环境中，反应器也对应地形成厌氧-缺氧-好氧交替过程，使其不仅具有良好有机物处理效能，而且具有良好除磷脱氮效果。在SBR反应器运行过程中，随反应器内反应时间延长，其基质浓度电由高到低变化，微生物经历了对数生长久、减速生长久和衰减期，其降解有机物速率也对应地由零级反应向一级反应过渡。反应期所需反应时间是一个很重要工艺设计参数，其取值大小将直接影响处理工艺运行周期长短。反应时间可经过对不一样类型废水进行研究，求出不一样时间内污染物浓度随时间变化规律来确定。为了保证沉淀工序效果，在反应工：序后期需进行短暂微量曝气去除附着在污泥上氮气。1818第18页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 在反应阶段最值得一提是，即使在反应阶段最值得一提是，即使SBRSBR反应器内混合液呈完全混合反应器内混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想推流式反应器装置。这可从两方面状态，但在时间序列上是一个理想推流式反应器装置。这可从两方面加以说明。一是就单个运行过程而言，反应器在停顿进水后，进行曝加以说明。一是就单个运行过程而言，反应器在停顿进水后，进行曝气使微生物对有机质进行生物降解。即使就反应器本身而言是属于完气使微生物对有机质进行生物降解。即使就反应器本身而言是属于完全混合型，但因为在反应过程中反应器不进水，因而在反应器内存在全混合型，但因为在反应过程中反应器不进水，因而在反应器内存在一个污染物浓度梯度，即一个污染物浓度梯度，即F/MF/M梯度。如同传统推流式活性污泥法中沿梯度。如同传统推流式活性污泥法中沿反应器池长存在一个反应器池长存在一个F/MF/M梯度，所不一样是梯度，所不一样是SBRSBR反应器这种反应器这种F/MF/M梯度是梯度是按时间序列改变，而推流式反应器中这种按时间序列改变，而推流式反应器中这种F/MF/M梯度是按污水在反应器梯度是按污水在反应器内流经位置改变。二是就整个处理系统而言，内流经位置改变。二是就整个处理系统而言，SBRSBR处理工艺是严格地处理工艺是严格地按推流式运行。上一个运行周期内进入反应器污水与下一个运行周期按推流式运行。上一个运行周期内进入反应器污水与下一个运行周期内进入反应器污水是不相混，即是按序批方式进行反应。因而内进入反应器污水是不相混，即是按序批方式进行反应。因而SBRSBR处处理工艺是一个运行周期内完全混合、运行周期间序平推流理想处理技理工艺是一个运行周期内完全混合、运行周期间序平推流理想处理技术。术。1919第19页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 由反应器理论可知，在完全混合反应器内，各部分污染物浓度由反应器理论可知，在完全混合反应器内，各部分污染物浓度是均匀，而且等于反应器出水中污染物浓度。采取完全混合方式能够是均匀，而且等于反应器出水中污染物浓度。采取完全混合方式能够对进入反应器污染物浓度进行最大程度地稀释，限制污染物对微生物对进入反应器污染物浓度进行最大程度地稀释，限制污染物对微生物抑制，但同时也会限制生物反应速度，使单位池容积转化率降低。而抑制，但同时也会限制生物反应速度，使单位池容积转化率降低。而在推流式反应池内存在在推流式反应池内存在F/MF/M梯度，即梯度，即F/MF/M沿池长方向从高到低改变。理沿池长方向从高到低改变。理想推流式反应器中不存在返混现象，因而在反应器起始端污染物浓度想推流式反应器中不存在返混现象，因而在反应器起始端污染物浓度大，反应速度大，全池单位容积转化率高，保持了最大推进力。大，反应速度大，全池单位容积转化率高，保持了最大推进力。SBRSBR反应器在时间序列上推流特征使得其对污染物质有优良处理效果且含反应器在时间序列上推流特征使得其对污染物质有优良处理效果且含有良好抗冲击负荷和预防活性污泥膨胀性能。有良好抗冲击负荷和预防活性污泥膨胀性能。2020第20页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 3 3沉淀期沉淀期 沉淀工序对应于传统活性污泥法二沉池，在停顿曝气和搅拌后，沉淀工序对应于传统活性污泥法二沉池，在停顿曝气和搅拌后，活性污泥絮体进行重力沉降和上清液分离。活性污泥絮体进行重力沉降和上清液分离。SBRSBR反应器本身作为沉淀反应器本身作为沉淀池，防止了在连续流活性污泥法中泥水混合液必须经过管道流入沉淀池，防止了在连续流活性污泥法中泥水混合液必须经过管道流入沉淀池沉淀过程，从而也防止了使部分刚才开始絮凝活性污泥重新破碎现池沉淀过程，从而也防止了使部分刚才开始絮凝活性污泥重新破碎现象。另外，传统活性污泥法二沉池是各种流向沉降分离，而象。另外，传统活性污泥法二沉池是各种流向沉降分离，而SBRSBR工艺工艺中污泥沉降过程是在相对静止状态下进行，和理想沉淀池假设条件十中污泥沉降过程是在相对静止状态下进行，和理想沉淀池假设条件十分相同，因而受外界干扰甚小，含有沉降时间短、沉淀效率高优点。分相同，因而受外界干扰甚小，含有沉降时间短、沉淀效率高优点。普通而言，组成活性污泥微生物细菌可分为菌胶团和丝状菌，当菌胶普通而言，组成活性污泥微生物细菌可分为菌胶团和丝状菌，当菌胶团占优势时，污泥絮凝和沉降性能很好；反之，当丝状菌占优势时，团占优势时，污泥絮凝和沉降性能很好；反之，当丝状菌占优势时，则污泥沉降性能将出现恶化，易发生污泥膨胀。则污泥沉降性能将出现恶化，易发生污泥膨胀。SBRSBR法处理工艺特有法处理工艺特有性质使丝状菌生长得到抑制，有效地预防污泥膨胀问题，利于污泥沉性质使丝状菌生长得到抑制，有效地预防污泥膨胀问题，利于污泥沉降和泥水分离。沉淀期所需时间应依据污水类型及处理要求而详细确降和泥水分离。沉淀期所需时间应依据污水类型及处理要求而详细确定，普通为定，普通为1 12h2h。2121第21页第三节第三节 SBR工艺流程及操作过程工艺流程及操作过程 4 4排水排泥期排水排泥期 排出活性污泥沉淀后上清液，作为处理出水，一直排放到最低水排出活性污泥沉淀后上清液，作为处理出水，一直排放到最低水位。反应池底部沉降活性污泥大部分作为下个处理周期回流污泥使用，位。反应池底部沉降活性污泥大部分作为下个处理周期回流污泥使用，过剩污泥（反应过程中生长而产生污泥）被引出排放。普通而言，过剩污泥（反应过程中生长而产生污泥）被引出排放。普通而言，SBRSBR法反应器中活性污泥数量占反应器容积法反应器中活性污泥数量占反应器容积30%30%左右。另外反应池中左右。另外反应池中还剩下一部分处理水，可起循环水和稀释水作用。还剩下一部分处理水，可起循环水和稀释水作用。5 5闲置期闲置期 闲置期作用是经过搅拌、曝气或静置使微生物恢复活性，并起到闲置期作用是经过搅拌、曝气或静置使微生物恢复活性，并起到一定反硝化作用而进行脱氮，为下一个运行周期创造良好初始条件。一定反硝化作用而进行脱氮，为下一个运行周期创造良好初始条件。经过闲置期后活性污泥处于一个营养物饥饿状态，单位重量活性污泥经过闲置期后活性污泥处于一个营养物饥饿状态，单位重量活性污泥含有很大吸附表面积，因而一当进入下个运行周期进水期时，活性污含有很大吸附表面积，因而一当进入下个运行周期进水期时，活性污泥便可充分发挥其较强吸附能力而有效地发挥其初始去除作用。闲置泥便可充分发挥其较强吸附能力而有效地发挥其初始去除作用。闲置期设置是确保期设置是确保SBRSBR工艺处理水水质主要内容，闲置期所需时间也取决工艺处理水水质主要内容，闲置期所需时间也取决于所处理污水种类、处理负荷和所要到达处理效果。于所处理污水种类、处理负荷和所要到达处理效果。2222第22页第四节第四节 工艺主要性能特点工艺主要性能特点 SBR SBR工艺是一个简易、快速且低耗废水生物处理工艺。工艺是一个简易、快速且低耗废水生物处理工艺。1984198519841985年，美国环境保护局与日本下水道理事会分别经过了对年，美国环境保护局与日本下水道理事会分别经过了对SBRSBR法技术评价汇报书，充分必定了其特有优点。法技术评价汇报书，充分必定了其特有优点。1 1工艺简单、造价低工艺简单、造价低 SBRSBR工艺主体工艺设备只有一个工艺主体工艺设备只有一个SBRSBR反应器，它与普通活性污泥法反应器，它与普通活性污泥法工艺流程相比工艺流程相比(如图如图3-3)3-3)，不需要另设二沉池及污泥回流设备，普通情，不需要另设二沉池及污泥回流设备，普通情况下不需设调整池，多数情况下可省去初沉池。况下不需设调整池，多数情况下可省去初沉池。19851985年年AroraArora等人对等人对加拿大、美国和澳大利亚等国加拿大、美国和澳大利亚等国8 8个个SBRSBR法污水处理厂调查，