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工艺形式
1、间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System)是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。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。
2、好氧间歇曝气系统(DAT-IAT—Demand Aeration Tank-Intermittent Tank)是由天津市政工程设计研究院提出的一种SBR新工艺。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。
3、循环式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的,是SBR工艺的一种新形式。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。整个过程间歇运行,进水同时曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。
4、unitank单元水池活性污泥处理系统是比利时SEGHERS公司提出的,它是SBR工艺的又一种变形。它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点,一体化设计使整个系统连续进水连续出水,而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制,适当的增大水力停留时间,可以实现污水的脱氮除磷。
5、改良式序列间歇反应器(MSBR—Modified Sequencing Batch Reactor)是C,Y.Yang等人根据SBR技术特点结合A2-O工艺,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。采用单池多方格方式,在恒定水位下连续运行。通常MSBR池分为主曝气池、序批池1、序批池2、厌氧池A、厌氧池B、缺氧池、泥水分离池。
每个周期分为6个时段,每3个时段为一个半周期。一个半周期的运行状况:污水首先进入厌氧池A脱氮,再进入厌氧池B除磷,进入主曝气池好氧处理,然后进入序批池,两个序批池交替运行(缺氧—好氧/沉淀—出水)。脱氮除磷能力更强。
6、SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合SBR工艺采用间歇进水、间歇排水,SBR反应池有一定的调节功能,可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计,自动控制方式的设计,闲置期时间的选择,可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来,使三者合建在一起,从而节约投资与运行管理费用。
SBR工艺的适用范围
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 - 设施设备
1、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:①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。②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:①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。②与其他相同BOD—SS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。
2、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:
⑴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;
⑵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;
⑶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:
① 单位时间内出水量大,流速小,不会使沉淀污泥重新翻起;
②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;
③排水设备坚固耐用且排水量可无级调控,自动化程度高。
SBR - 设计要点
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1~4h。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tC≥tR﹢tS﹢tD,周期数n﹦24/tC
2、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。
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