序批式活性污泥法(SBR工艺)技术橛述 橱渣外运 栅渣压榨 鼓风机粉[加繁问 回流 饼外运酸木机明-一问视准化也 图1-4-1工艺流程简图 传统活性污泥法能够有效地去除污水中各种有机污染物质,技术成熟,运行稳定,特别 是大型城市污水处理厂,承受冲击负荷能力强,易于管理,BOD去除率可达90%以上。但 经过多年运行实践证实,传统活性污泥处理系统曝气容积大,占用的土地较多,基建费用 高,相对运行费用较髙,产生的污泥不稳定,需进行污泥稳定处理 化活 氧化沟( Oxidation Ditch)是一种活性污泥法工艺,其曝气池呈封闭的沟渠形,污水和 活性污泥混合液在其中循环流动,因此被称为“氧化沟”,又称“环形曝气池”。它也属于活 性污泥处理工艺的一种变形工艺,一般是不需初沉池,并且通常釆用延时曝气 氧化沟由于构造简单,运行简便且处理效果稳定,越来越被水处理科研及下程技术人员 重视,特别对于中、小型污水处理厂,它的优越性显得更加突出。目前氧化沟已广泛应用于 国内外城市污水及各类工业废水的处理。在早期由于氧化沟占地面积大,仅应用于小型污水 处理厂,随着对氧化沟污水处理技术充分认识和不断进步,曝气装置的不断完善和多样化 氧化沟工艺正在以其基建费用低,运行管理方便,处理效果好,出水水质稳定等优点,逐步 被大、中型污水处理厂所采用 氧化沟中的循环流量很大,进入沟内的原污水立即被大量的循环水所稀释,因此具有2。 受冲击负荷的能力,对不易降解的有机物也有较好的处理效果。活性污泥产量少且趋于稳 定,一般可不设初沉池和污泥消化池,简化了工艺流程,减少了处理构筑物。 如同活性污泥法一样,自从第一座氧化沟问世以来,氧化沟工艺演变出了许多变形工艺 方法和设备,如卡鲁塞尔氧化沟、交替工作式氧化沟、奥贝尔氧化沟、一体化氧化沟等。氧 化沟工艺的流程见图1-4 渣压榨 鼓风机房 加氯间 出水 剩余污泥 配饼外运 污流浓笔脱水一体化 图1-42氧化沟工艺流程
氧化沟了艺具有下列特点。 ①污水进入氧化沟,可以得到快速有效的混合,对水量、水质的冲击负荷影响小。 ②由于污泥龄较长,污泥趋于好氧稳定 ③可以通过改变转盘、转刷、转碟的旋转方向、转速、浸水深度和转盘、转刷、 转碟的安装个数等,以调节整体供氧能丿和电耗,使池内溶解氧值控制在最仹 「况 但有以下缺点。 ①循坏式,运行工况可以调节,管理相对复杂; ②表曝法供氧,设备养管量大; ③污水停留时问长泥龄长,电耗相对较高。 术 4.3xSBR法 S3R法的主体构筑物是SBR反应池,污水在这个反应池中完成反应、沉淀、排水及排 除剩氽污泥等工序,使处理过程大大简化。其工艺流程见图1-4-3 栅渣外运 机房 R 反应池 出水 剩杂污泥 泥饼外运 [污泥浓水一体化 图1-4-3丁艺流程 14种工艺的经济比楼 美国FPA在对SBR技术评佔的基础上,比较分析∫传统活性污泥、SBR工艺、氧化沟 艺的基建投资和运行费用,见表1-4-1(以相对值表示)。比较结果说明在一定的流量范围 内、当污水处理厂的规模增加时,单位造价降低。 表-41基建投资和运行费用 基建投资/元 污水处理流程 运行费用元 3785m3d 8925m3d 785m3d 18925m/d 传统活性污泥法 1(0 轼化沟 以t两种规模的SHR污水处理的基建投资分别为传统活性污泥法的基建投资的78% 和7%。而SBR艺投资与氧化沟是相当的,略低于氧化沟.其两者的运行费用是一样 的。当处理厂的规模较小时,与传统活性污泥法工艺桕比,SBR的运行费用也较省。如处 理规模为3785md时,其年度运行费用约为传统活性污泥法污水厂的83%.但当处理规 模增大至18925md时,其年度运行费用约为传统活性污泥法污水厂的93%,可见SHR Σ冇中、小规模的处理厂是有优越性的
序批式活性污泥法《SB工艺)技术概述 画y寿每游难 SBR工艺的发展 1,5间歌式被延时气活性污混法 ICEASI. 间歌式循环延时噪气活性污泥法( Intermitlent Cyclic Extended Activated Sludge,简称 EAS工艺)是20世纪80年代初在澳大利亚发展起来的,1976年建成世界上第一座 CEAS污水处理厂,随后在日本、美国、加拿大、澳大利亚等地得到推广应用。1986年美 网国家环保局正式批准 ICEAS艺为革新代用技术(IA)。 ICEAS I艺是连续进水的.即使在反应池处于沉淀阶段也照样进水。由于反应池有一 定长度,一般从停止曝气开始到沉淀完成、开始滗水,原污水一般才流到反应池全长的13 处;到滗水完成时,原污水最多也只能到达反应池全长的2/3处。此时将重新开始曝气,所 以不存在原水扰沉淀、影响滗水问题,更没有原水“短路”的可能 ICEAS最大的特点是在SBR反应器前部增加了…个生物选择器,用以促进微生物繁 殖、菌胶团形成并抑制丝状菌的生长。该T艺反应区也可由两部分组成,前一部分为预反应 区;后一部分为主反应区。在预反应区内,污水连续进人,并可根据污水性质进行曝气、缺 氧搅拌。在主反区内,依次进行曝气、搅拌、沉淀、滗水、排泥等过程,并周期性循环。这 种新的运行方式具有以下优点 ①当主反应区处于停曝搅拌状态进行反硝化时,连续进人的污水提供反硝化所需的碳 源,提高了脱氮效率。 ②当主反应区处于沉淀或滗水阶段,连续进入厌氧污泥层,为聚磷菌释放磷提供所必 需的碳源,因而提高了除磷效率 ③由于连续进水·配水稳定,简化操作程序。 ICEAS丁艺集反应、沉淀、排水于体,使污水在好氧缺氧犬氧不断交替的条件下完 成对有机物的降解,同时达到脱氮除磷的H的。 综上所述, ICEAS工艺流程简单,县有SBR的优点,实现了连续进水,使其在大中型 污水处理厂中的应用成为现实。但该T艺强调廷时曝气,污泥负荷很低[0.04 (.5kgB()D3/( kgMLSS·d)」,这样使 ICEAS T投资低(无初沉池、二沉池、污泥回流 设备等)的优点在实际工程中没有得到充分体现,因此影响了该工艺在我国的广泛应用。 1.52CA$S工艺 CAS工艺( Cyclie Activated Sludge System)问歇式活性污泥法的一种变革。由Gor Onsy在 CEAS L艺的基础上开发出来的,并保留了CEAS和CAST工艺的优点。 CAS的预反应区容积铰小,并成为设计更加优化合理的生物选择器,该工艺将主反应 区中部分剩余污泥回流至该选择器中。它与 ICEAS在艺流程上差別不大,只是污泥负荷 不同。 ICEAS工艺属周期循环延时曝气范畴,污泥负荷通常控制在0.04~0.05 KuBO 〈 KgMISS·d)。实践证明、奶果以此负荷进行设讦,其工程投资和占地面积与其他生物处 理方法相比没有明显优势,先进技术失去经济优势,其推广应用自然受到很大限制,这正是
ICEAS工艺在我国未广泛应用的原因之一。但CAsS工艺把污泥负荷控制在0.1~.2 1.kgOD);( kgMLSS·d)或再高-些,CASS工艺对有机物的去除率仍与CEAS工艺基本 相同,而且有利于形成絮凝性能好的污泥,同时负荷的提高使CASS工艺的程投资比 CEAS节省25%以上。 CASS工艺生物选择器的设置能通过酶的快速转移迅速吸收并去除部分易降解的溶解性 有机物,由此而产生的基质积累和再生过程,有利于选择出絮凝性细菌。生物选择器的工艺 过程遵循活性污泥的基质积累-再生理论,使活性污泥在生物选择器(预反应区)中经历 个高负荷的吸附阶段(基质积累),随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解阶段 完成整个基质去除过程 理 CASS工艺从污染物的降解过程来看·由于它集曝气、沉淀、排水于一体,省去了初沉 术池、二沉池和污泥冋流系统,当污水以相对较低的水量(与曝气池内混合液相比)连续进入 CAss池时即被混合液稀释,因此,从空间上看CASS工艺属变体积的完全混合式活性污泥 法范畴;而从CASS工艺开始曝气到排水结束过程来看,基质浓度由高到低,浓度梯度从大 到小,基质利用速率由大到小,CASS工艺接近时间上的推流式反应器。因而它具有以下工 艺特点。 (1)出水水质好 CASS反应池在沉淀阶段停止曝气,只有进水而无出水,因此,沉淀过程几乎处于静止 状态。因此,污泥沉淀效果良好,出水中SS含量很低,出水水质好 (2)对冲击负荷的适应性 CASs系统在设计时已考虑流量变化的因素·能确保污水在系统内停留预定的处理时间 才能沉淀排放。CASS工艺可以通过调节运行周期及各阶段的时间分配来适应进水量和水质 的变化。多年运行资料表明,在流量冲击和有机负荷冲击超过设计值2~3倍时,处理效果 仍然令人满意。 (3)活性污泥沉降性能好,剩余污泥处理方便 研究表明,CASS工艺的预反应区起到了生物选择器的作用,能抑制丝状菌的优势生 长。CAS工:艺产生的剩余污泥量少,污泥稳定性好,脱水性能佳。一般情况下,去除 1 kg boD可产生0.2~0.3kg剩余污泥,为传统活性污泥法的60%左右。由于污泥在曝气 池中已得到一定程度的消化,一般不需要再经稳定化处理,可直接脱水,而传统活性污泥法 剩余污泥必须经稳定化后才能进行脱水 (4)能耗低 CASS工艺的能耗略低于传统活性污泥法,若按脱氮降磷的目标控制运行参数,其能耗 明显低于达到同样效果的三级处理工艺。 (5)操作管理及维修简单CASS工艺流程简单 大大减少了设备的管理和维修的丁作量 因而,CASS是一种具有脱氮除磷功能的循环间歇处理工艺,它的生物选择器和预反应 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了-个高絮体负荷阶 段,从而有利于系统中絮凝性细菌和生长;可以提高污泥活性,使其快速地去除废水中溶解 性易降解基质,进一步有效地抑制丝状菌和生长和繁殖;同时沉淀阶段不进水,保证了污泥 沉降无水力干扰,在静止环境中进行,可以进步保证系统有良好的分离效果
序批式活性污泥法(SRR工艺》技术概 CAsT( Cyclic Activated Sludge Tcchnology)系统是由澳大利亚 Mervyn. Goronszy 开发的间歇运行的循环式活性污泥法。实际上SBR和CAST都是充排水反应器( fill and Draw reactor)基础上开发的间歌式活性污泥法。1984年 Goronszy利用生物在不同絮体 负荷条件下的生长速率和污水生物除磷脱氮机理,将生物选择器与可变容积反应器相结合 开发岀具有捕获选择器( Captive selector)的循环式活性污泥系统(CASS…- Cyclic Acti- vated Sludge System),近年来 Oronsay又将CASS系统发展为CAST工艺,使构造简化, 运行更为可靠。 与 ICEAS工艺相比,CAST将主反应区中部分剩余污泥回流至生物选择器中,而且沉 淀阶段不进水,一般分为三个反应区:一区为生物选择区,二区为缺氧区,三区为好氧区, 各区容积之比为1:5:30。 生物选择器设于主曝气区前端,保持厌氧环境。污水经格栅和沉砂池,去除较粗大的无机颗 粒和漂浮物,然后进入生物选择器,与主曝气区回流而来的浓缩污泥充分混合,完成一系列的生 化反应。由于废水中的有机物在此之前很少发生生物去除作用,保持较高浓度;回流来的浓缩污 泥已经充分曝气,保持在高活性状态,为发生良好的生化反应奠定了基础。同时CAST沉淀阶段 不进水,污泥沉降过程中无进水水力干扰,即在静止环境中进行,泥水分离效果好。 CAST工艺通常采用h或6h循环周期进行正常运行,在沉淀和港水时须停止充水曝 气,其每一操作循环由下列4个顺序组成 (1)充水/曝气 在曝气时同时充水,充水/曝气时间一般占每一循环周期的50%,如采用4h循环周期, 则充水/曝气为2h (2)沉淀 停止进水和曝气,沉淀时间一般采用1h,形成凝絮层,上层为清液。高水位时ML 约为3.0~4.0g/1,沉淀后可达10g/L (3)滗水 继续停止进水和曝气,用表面滗水器排水,灌水器为整个系统中的关键设备,滗水器根 据事先设定的高低水位由限位开关控制,可用变频马达驱动,有防浮渣装置,使出水通过尢 渣区经堰板和管道排出。 (4)闲置 在实际运行中,滗水所需时间小于理论时间,在滗水器返同初始位置3min后即开始为 闲置阶段,此阶段可充水 CAST系统在运行方式上非常灵活,即使水量水质有较大的波动时,亦能根据进水条件 的变化作适当调整,选择合适的操作方案。在高庋自动化控制的条件下,这种调整非常容易 实现,充分体现了污水处理自动化的优势 CAST为变容积的间歇式活性污泥法,综合了推流式和完全混合式活性污泥法以及其他 间歇式处理系统的优点,有效地防止了污泥膨胀,氮、磷和有机物的处理效果良好,耐冲击 负荷的能力也较强。CAST系统的占地而积小于常规活性污泥法,在基建投资和运行费用方 面也很有竞争力,而且运行管理灵活简便,处理过程稳定可靠,因此是一种很有发展前途的 污水处理工艺。我国目前对该项技术的研究和应用逐渐趋于成熟,弄清了其作用机理,因此