sbr工艺在水处理中的应用

sbr工艺在水处理中的应用

sdr是sec-key-b的缩写。这是第一次处理氮，在20世纪70年代用于脱氮处理，美国科学家首次注意到这一点。近年来，它是国内外学术界引起关注和研究的废水处理技术。作为一种间歇性的废水处理技术，其结构形式简单，运行方法灵活多变，空间完全混合，时间理想，吞咽分离，生物降解和最终沉淀等功能在池中配置，因此不需要建立地表径流系统。1985年，上海市政设计院设计并开发了上海五店肉联厂，上海sdr污水处理厂的建设在接下来的几年实际运行中表现出良好的处理效果。1典型运行工艺SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的一个或多个SBR反应器组成.典型运行工艺由5道工序顺序形成一个周期,根据各工序的不同目的可称为进水、反应、沉淀、排水和空载排泥.基本流程见图1.2sdr技术的主要性能特点2.1sbr法与连续池法的比较原则上SBR的主体工艺设备,只有一个间歇反应器(SBR).它与普通活泥法工艺流程相比,不需设二沉池、污泥回流设备,一般情况下不必设调节池,多数情况下可省去初沉池.为获得同样的处理效率SBR法的反应池理论上明显小于连续池的体积,且池越多,SBR的总体积越小.尤其是利用SBR法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%多,并且还具有布置紧凑,节约占地面积的特点.据美国GrundyCenter污水处理厂评价,采用SBR法在二级处理中建设费用节省了19%,整个污水厂的费用节省了8%.SBR由于不需要回流污泥而节省了能耗.SBR如采用限制曝气方式运行,则在曝气反应之初,池内溶解氧浓度梯度大,氧气利用率也较高;在缺氧条件段,微生物可以有效地从硝酸盐中获得氧,这也节省了充氧量.2.2流活性污泥系统据报道,SBR系统中微生物的核糖核酸(RNA)含量比连续流活性污泥系统高3～4倍,RNA是微生物生长的基础,RNA高预示SBR系统微生物具有较强的活性.而在反应器内维持较高的污泥质量浓度对处理高浓度难降解有毒有害工业废水有利.2.3sbr系统特性SBR系统是一种封闭系统,反应器中基质和微生物浓度是随时间变化的,在废水和生物污泥接触混合及曝气反应过程中,废水中基质的去除应由反应时间来决定,因此SBR对于时间来说类似理想的推流式反应器,而在反应过程中任一时刻其基质处于完全混合状态,故也兼有完全混合式反应器的特点.完全混合式曝气池耐冲击负荷且处理有毒或高浓度有机废水的能力强,而推流式曝气池具有生化反应推动力大的优点.间歇式进水和排水有调节缓和冲击负荷的作用,使SBR系统运行稳定.一些废水间歇排放且流量很小,或者水质波动极大,此时采用SBR法易取得良好的效果.还有少数特殊废水,其中含有只能通过“共代谢”途径才能降解的有机物,而SBR由于运行的序列性而能为“共代谢”提供条件,保证废水得以有效处理.SBR有机物去除率高的主要原因是由于SBR系统对生长率高、适应性强的微生物生长有利,在SBR系统运行周期内微生物生存环境变化剧烈,它包括氧利用范围从厌氧经缺氧到高溶解氧状态,基质利用从饥饿到充足,合乎需要的微生物优先生长.2.4浓缩污泥固液分离SBR的沉淀是在理想静沉条件下进行的,没有进出水流的干扰,可以避免短流和异重流的出现,是一种理想的静态沉淀,因此固液分离效果好,容易获得澄清的出水.剩余污泥含水率低,浓缩污泥含固率可达到2.5%～3%,这为后续污泥的处置提供了良好的条件.2.5sbr最容易出现污泥膨胀的原因限制曝气的SBR在反应阶段是时间上理想的推流状态,即底物的质量浓度梯度大,并且缺氧或厌氧与好氧状态交替出现,利于菌胶团细菌的增殖,抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖,因此,限制曝气的SBR最不容易出现污泥膨胀.2.6sbr的除氮除磷工艺生物脱氮过程是由好氧生物硝化和厌氧或缺氧反硝化两个生物化学过程组成.硝化过程是在有氧条件下,由亚硝化菌先将氨氮转化为亚硝酸盐氮,再由硝化菌进一步氧化为硝酸盐.亚硝化菌和硝化菌是自养菌,硝化过程需要有较高质量浓度的溶解氧和较低质量浓度的有机物.SBR在曝气反应后期,反应器内溶解氧质量浓度较高,而基质质量浓度已大幅度下降,废水中的氨氮在有机物去除的基础上完成硝化过程.反硝化过程是由兼性菌或厌氧菌完成,硝酸盐作为电子受体,各种碳水化合物作为电子供体进行无氧呼吸,在有机物被氧化分解的基础上将硝酸盐氮还原成氮气逸出.SBR工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了得天独厚的条件,即SBR工艺在时间序列上提供了缺氧(DO=0,NOx>0)、厌氧(DO=0,NOx>0)和好氧(DO>0)的环境条件,使缺氧条件下实现反硝化,厌氧条件下实现磷的释放和好氧条件下的硝化及磷的过度摄取,从而有效地脱氮除磷.SBR的除氮、除磷效果见表1.3sdr法适用于废水处理经过国内外许多学者研究,SBR法已广泛用于许多行业多种废水的处理,取得显著效果.SBR法处理各种工业废水的情况见表2.4sbr工艺分类随着SBR工艺在工程设计中的应用,国内外对SBR处理有机废水的工艺特性、设计方法、工艺参数、反应器构造、微生物学及脱氮除磷等诸方面取得了很多研究成果,其技术也得到了长足的发展.各种SBR工艺的分类如下:(1)按进水方式分为连续进水和间歇进水;(2)按负荷分为高负荷和低负荷;(3)按反应池型式分为完全混合式和循环水渠式;(4)按进水曝气与否分为限制曝气、非限制曝气、半限制曝气.4.1dat-iat工艺特点DAT-IAT系统是SBR工艺完善和发展的新形式.其中DAT池为预反应池,也称为连续曝气区,池中水流呈完全混合流态,绝大部分有机物在这个池中降解,IAT相当一个传统的SBR池,但进水为连续流.DAT-IAT系统的主体构筑物由一个连续曝气池DAT和一个间歇曝气池IAT串连而成.一般情况下,DAT连续进水、连续曝气,其出水连续流入IAT,在IAT完成反应、沉淀、出水等工序.DAT-IAT系统是普通活性污泥法与传统SBR工艺有机结合的一种形式,整个系统有SBR工艺的优点,又改进了SBR工艺的不足,具有以下特点:(1)增加了工艺处理的稳定性;(2)提高了池容的利用率;(3)提高了设备的利用率;(4)增加了整个系统灵活性.4.2预处理和生物选择器的设置和污泥回流通常的CASS分为3个反应区:生物选择器、缺氧区、好氧区.生物选择器是设置在CASS前端的小容积区,通常在厌氧或兼氧条件下运行,其基本功能是防止产生污泥膨胀,同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用,另外在这个区内的难降解大分子物质易发生水解作用,这对提高有机物的去除率具有一定的促进作用.主反应区则是去除有机底物的主场所,运行过程中通常将主反应区的曝气强度加以控制以使反应区内主体溶液处于好氧状态,完成降解有机物的过程.在池末端设有潜水泵,污泥通过潜水泵不断从主曝气区抽送至生物选择器中.CASS生物选择器及缺氧区的设置和污泥回流的措施保证了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷(S0/X0)阶段,从而有利于系统中絮凝性细菌的生长,进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖.CASS工艺在沉淀阶段不进水以保证污泥沉降无水力干扰,可以进一步保证系统有良好的分离作用.CASS工艺与ICEAS工艺相类似,但是通过设置选择器、预反应区和污泥回流等措施可以起到控制污泥膨胀、增大有机物的去除率和除磷脱氮的作用,同时通过多个反应器的组合创造了静止沉淀的条件16.4.3污泥浓缩区、泥流层、底泥浓缩区的设置MSBR工艺是SBR和A2/O工艺的组合.污水和脱氮后的活性污泥一并进入厌氧区,泥水混合液交替进入缺氧区、好氧区和SBR池,出水由空气堰排出.厌氧区有机物充足、硝酸盐含量低,为聚磷菌的释磷提供了良好的环境.同时,基质梯度大抑制了丝状菌的繁殖.多次交替的缺氧与好氧工况和三个回流系统使脱氮和吸磷更充分.污泥浓缩区的设置既保障了厌氧区的泥量,又减少了混合液回流量和硝酸盐进入厌氧区的机会.池中间设底部挡板,它使池前端的水流由下而上.沉淀底泥可作为截流层,该层在截留、过滤混合液过程中既提高了底泥的浓度,泥内还能进行碳源反硝化.5固废充填的处理效果和展望SBR工艺具有普通连续流活性污泥法所不具备的优势,可以说SBR拓展了普通活性污泥法的处理能力.目前,SBR反应器已广泛应用于各种含难降解有机物废水处理的试验研究,并取得较好的处理效果,众多研究结果表明SBR对连续式不能降解的有机物也表现出良好的降解效果.针对难降解有机物处理新型SBR反应器和运行工序的开发和应用,使得SBR在难降