专题四 SBR工艺

1一、间歇式活性污泥法(SequencingBacthReactor,SBR)专题四:SBR工艺2SBR工艺的基本运行模式由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成，从污水流入到闲置结束构成一个周期，在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行的。31.SBR操作工序(1)进水工序•单纯进水需能量少，传质效果差,水质调节和混合作用小•进水加搅拌实现厌氧反应(反硝化和释磷)•进水加曝气可取得预曝气效果,缩短循环周期,保持反应器内低的基质浓度,又可使污泥再生恢复活性,更适合于高浓度有机工业污水.4(2)反应工序•根据不同的处理目标,可将进水操作和反应操作联合使用,采用不同的操作方式.(3)沉淀工序•受外界干扰小,可避免二沉池中水流的影响•避免了连续出水易带走密度轻,活性好的污泥的问题,可提高污泥活性•沉淀时间短(1-2h),沉淀效率高,使污泥保持较好的活性.5(4)出水工序•排出沉淀后上清液,剩下一部分处理水,起到循环水和稀释水的作用•沉淀后的活性污泥,作为下一周期回流污泥使用,剩余污泥则排放.(5)闲置工序•微生物内源呼吸恢复活性,DO浓度下降,起到一定的反硝化作用而进行脱氮•闲置后微生物处于饥饿状态,活性污泥比表面积大,故新周期进水中可发挥较强的有机物吸附能力6(1)工艺系统组成简单，不设二沉池，曝气池兼具二沉池的功能，无污泥回流设备；(2)耐冲击负荷，在一般情况下（包括工业污水处理）无需设置调节池；(3)反应推动力大,易于得到优于连续流系统的出水水质;(4)运行操作灵活，通过适当调节各单元操作的状态可达到脱氮除磷的效果；(5)污泥沉淀性能好,SVI值较低,能有效地防止丝状菌膨胀;(6)该工艺的各操作阶段及各项运行指标可通过计算机加以控制，便于自控运行，易于维护管理。SBR工艺的优点7(1)SBR系统在时间上存在着较大的有机物浓度梯度，在进水期，系统的有机物浓度高，有利于菌胶团细菌的生长，使耐低基质浓度的丝状菌的生长受到抑制。（2）绝大多数丝状菌是专性好氧菌，而活性污泥中菌胶团细菌多半是兼性菌，因而更能够适应SBR好氧与厌氧交替变化的环境。（3）丝状菌的比增长速率比其他细菌小，较小的泥龄对丝状菌的生长不利。SBR预防污泥膨胀的原因8(1)容积利用率低；(2)水头损失大；(3)出水不连续；(4)峰值需氧量高；(5)设备利用率低；(6)运行控制复杂；(7)不适用于大水量。SBR工艺的缺点9二、SBR脱氮和除磷运行工序1.SBR脱氮运行工序102.SBR除磷运行工序1112三、SBR工艺的变形和发展•周期循环延时曝气工艺•循环式活性污泥工艺•连续和间歇曝气工艺•改良型间歇活性污泥系统•一体化活性污泥法系统•厌氧序批间歇式反应器•加压曝气-序批式活性污泥法•活性炭吸附-序批式活性污泥法•UnifedSBR工艺131.周期循环延时曝气工艺（IntermittentCycleExtendedAerationSystem,ICEAS）(1)变形方法运行方式采用连续进水,间歇排水的运行方式(沉淀期和排水期也进水,无进水阶段和闲置阶段)反应器构造上,在反应区前端用隔墙增加一预反应区,反应池由预反应区和主反应区两个区段(体积比1:30),预反应区污水通过隔墙下端小孔以层流速度进入主反应区,沿主反应区池底扩散,对主反应区在沉淀区间混合液的分离基本不造成搅动.14(2)与SBR相比较相同点:在单独的池内完全生物氧化,硝化反硝化和磷的去除,并完成固液分离和排水,无污泥回流和混合液回流不同点:连续进水,工序由反应,沉淀,排水三个过程组成,剩余污泥只能在排水阶段排除.(3)各区功能预反应区:容积小,但BOD高,F/M值高(最大程度地促进了微生物对食物的生物吸附,加速溶解性有机物的去除)相当于生物选择器,抑制丝状菌生长,对冲击负荷有巨大的缓冲作用,可提高系统处理效率主反应区:反应阶段多次经历曝气好氧,闲置缺氧的状态,产生有机物降解,硝化,反硝化,磷的释放和吸收反应,取得BOD,N,P的良好去除15(4)ICEAS工艺特点•SRT长,剩余污泥量少•可接受处理对象为连续排放的污水•可用于较大型污水厂(一般用于中小型污水厂)•出水水质稍差于传统SBR工艺162.循环式活性污泥工艺（CyclicActivatedSludgeSystem,CASS)(1)变形方法在ICEAS工艺基础上进一步加以改进:将ICEAS工艺的两个反应区改为三个反应区:生物选择区(A),兼氧区(B)和主反应区(C)运行过程中将主反应区污泥分别或同时向生物选择区和兼氧区回流17(2)各区功能生物选择区(A区):是一个容积很小的污水与污泥的接触区•污泥对有机物快速吸附(溶解性有机物去除)•难降解有机物的水解•污泥和新鲜污水混合,负荷高,抑制比状菌,提高系统的稳定性•污泥中磷的释放兼氧区(B区):辅助生物选择区对进水水质水量变化的缓冲作用•再生污泥的吸附作用去除有机物(80%)•促进磷的进一步释放•强化反硝化主反应区(C区):微生物分解有机物的主要场所,充水-曝气,充水-沉淀,上清液滗除,充水-闲置•控制DO,可实现同时硝化反硝化•污泥在该区通过曝气和闲置可恢复活性•提供污泥回流(R=0.2)18(3)CASS工艺运行过程19(4)CASS工艺特点•是一种传统的吸附再生活性污泥工艺与SBR工艺的有机结合•连续回流,回流量(20%)较传统活性污泥法(50-100%)小,且在同一构筑物内,回流系统简单•可实现同步硝化反硝化,脱氮效果好(在无硝化液回流条件下,深度脱氮)•可用于大型污水处理厂•尤其适合含较多工业废水的城市污水及要求N,P去除的污水202122233.连续和间歇曝气工艺（DemandAerationTank-IntermittentAerationTank,DAT-IAT)(1)变形方法可看作传统活性污泥法和传统SBR工艺有机组合的一种形式.主体构筑物被隔板分成两大小相同的部分串联IAT池中污泥间歇回流至DAT池(沉淀工序后)24(3)DAT-IAT工艺特点(与SBR比)提高池容的利用率,DAT-IAT串联时,两池间采用共用墙,节省土建费用.•提高了设备利用率•可用于较大型污水处理厂•增强了工艺处理的稳定性(2)各区功能DAT池:相当于活性污泥法中的曝气池,池中连续曝气,呈完全混合式流态,完成绝大部分有机物的降解.IAT池:进水-反应-沉淀-排水-闲置254.改良型间歇活性污泥系统（ModifiedSequencingBacthReactor,MSBR)SBR及其早期变形工艺存在的问题:反应池水面上下波动和不连续出水,造成后续串联工艺的水头损失很大,增加了污水厂高程设计的难度26污泥回流混合液回流泥序批池预水厌厌缺好缺分氧氧氧氧出水氧离池池池池序批池进水剩余污泥混合液回流搅拌搅拌N2沉淀池原污水处理出水厌氧反应器缺氧反应器好氧反应器磷释放脱氮BOD去除、硝化磷吸收污泥回流剩余污泥传统A2O工艺MSBR工艺27M排泥泵搅拌器序批池Ⅰ1#内循环回流混合液回流混合液回流进水Q缺氧池一泥水分离池厌氧池缺氧池二主曝气池3#2#4#5#6#上清液出水Q序批池Ⅱ7#出流混合液QM时段单元1单元2单元3单元4单元5单元6单元7时段1搅拌浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段2曝气浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段3预沉浓缩搅拌搅拌搅拌曝气沉淀时段4沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气搅拌时段5沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气曝气时段6沉淀浓缩搅拌搅拌搅拌曝气预沉MSBR池平面图MSBR单元工作状态28MSBR工艺特点:(1)连续进水:污水由连续运行的缺氧池和厌氧池进入系统,实现连续进水•省去了间歇进水的开关控制设备•将大部分耗氧量从SBR池转移到连续运行的主曝气池中,从而将需氧量也移到主曝气池中,改善了设备的利用率•水位恒定(2)进行混合液回流(3)脱氮除磷效果好(4)排水阶段也不停止进水,故池型设计的好坏对沉淀效果的影响很大295.一体化活性污泥法工艺（UNITANK工艺)(1)变形方法•主体被间隔成数个单元的矩形反应池(三格池),三池间水力连通,每池均设曝气设备•外侧两池均设出水堰及剩余污泥排放口,它们交替作为曝气池和沉淀池,中间矩形池只作曝气池•工艺采用连续进水,周期交替的运行方式•左侧进水,右侧出水-短暂的过渡段-右侧进水,左侧出水•池内设曝气设备外,增设搅拌装置,可灵活进行曝气和搅拌的时间和空间控制,实现较好的脱N除P效果3031(2)UNITANK工艺特点•构筑物采用矩形池,与传统处理工艺的圆形池相比,可共用池壁,布置紧凑,有利于平面布置,还可节省时间土建费用和占地面积•结构一体化,便于完全加盖封闭或建在地下,有利于保温,还可避免对环境产生的不利影响,由于池壁不受单向水压,且共用水平底板,提高了结构的稳定性•各池间采用渠道配水,减少管道,阀门,水泵等设备的数量,水头损失小,降低了基建及运行成本•恒水位下交替运行,水力负荷稳定,反应器容积利用率高,无需设置闲置期,还省去了价格昂贵的滗水器,采用构造简单的出水堰•交替改变进水点,可相应改善系统各段污泥负荷,进而改善污泥的沉降性能326.厌氧序批间歇式反应器（AnaerobicSequencingBatchReactor,ASBR)(1)变形方法•以序批间歇运行操作为主要特征的污水厌氧生物处理组合工艺,即厌氧SBR工艺•操作周期为进水期-反应期-沉降期-排水期,不设闲置期•反应期通过厌氧反应使污水中有机物转化为生物气而得以去除,是有机物转化成生物气体的最重要阶段,以间歇搅拌的混匀方式进行33(2)ASBR工艺特点•除具有好氧SBR的一切优点外,还有产生沼气回收作能源,动力消耗低,产生污泥量少等优点•与连续进水的厌氧处理法相比,具有下列优越性无需昂贵的进水系统,工艺简单,建设费用低在HRT,COD去除率和甲烷产量方面,ASBR更具优势适应温度范围广(5-65度),为低温下廉价处理污水提供了可能性反应器本身为完全混合式流态,加上MLSS较高,故耐冲击负荷,增加了厌氧系统的稳定性和对有毒物质的适应性347.加压曝气-序批式活性污泥法（P-SBR)工艺特点•进水-反应-沉淀-排水-闲置•进水阶段采用常压曝气---使活性污泥再生,恢复其活性•反应阶段采用加压曝气---曝气压力随COD的降低而降低,直到恢复至常压,若需脱氮,则在停止曝气后进行厌氧搅拌,完成反硝化•容积负荷率高,降解速度快,供氧均匀,脱氮效率高,适用于不同行业污水的处理可用于高浓度有机污水和含氮污水的处理.358.活性炭吸附-序批式活性污泥法（PAC-SBR)工艺特点•在SBR反应器中投加粉末活性炭(PAC)进水阶段:活性炭吸附有机物,有利于进一步生物处理,使反应器对水质变化适应性增强反应阶段:被吸附的有机物进行生物解吸,生物降解•可用于处理含有对微生物有抑制作用的某些有毒有害的工业污水,需要脱色的工业污水等•同一个反应器中运行一个周期即可完成活性炭的再生,恢复其活性369.Unifed–SBR工艺37工艺特点3839404142434445SBR工程应用464748主要工艺参数：49505152535455