SBR工藝在城市污水處理廠(chǎng)的應用

1、概述

SBR也稱(chēng)為間歇曝氣活性污泥工藝或序批活性污泥工藝。1914年Ardern 和Lockett 在英國發(fā)明活性污泥時(shí)，采用的就是間歇曝氣。隨著(zhù)自動(dòng)控制和在線(xiàn)監控技術(shù)飛速發(fā)展，為SBR工藝的深入研究和發(fā)展提供了前提條件，20 世紀70 年代初美國Irvine 教授詳細定義和描述了序批式間歇反應器，1980年建成投產(chǎn)*個(gè)SBR法污水處理廠(chǎng)。我國近年來(lái)對SBR的研究和應用開(kāi)展迅速，1985 年在上海建成了我國*座SBR 廢水處理設施。

2、SBR 法在城市污水處理廠(chǎng)的應用

2.1 工藝流程

圖1 工藝流程

該工藝流程見(jiàn)圖1。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)處理

（1）旋流沉砂池。為了避免在SBR池中可能出現漂流物，從而影響出水，在沉砂池前設置細格柵4臺，每臺直徑2400mm，柵條間距10mm，以進(jìn)一步去除污水中的懸浮物。細格柵下游設2個(gè)系列共設4座旋流沉砂池，設計峰值流55萬(wàn)m3/d，每組（2座旋流沉砂池）處理能力為11458.33 m3/h。每池處理能力為1 750 L/s。

（2）巴氏計量槽。沉砂池下游為巴氏計量槽，槽內安裝一臺超聲波流量計，渠道內設pH計及溫度計，信號送入PLC，用來(lái)對污水廠(chǎng)進(jìn)水進(jìn)行水量、酸堿度和溫度的連續監測。當外界這些監測結果突然發(fā)生較大幅度變化時(shí)，可以及時(shí)采取相應措施避免進(jìn)廠(chǎng)污水進(jìn)入SBR池沖擊活性污泥。

（3）均勻配水。由于工程規模大，共有9組SBR池，每組池的邊池交替進(jìn)水，配水管路長(cháng)，容易配水不均勻，因此在設計過(guò)程中采用渠道配水，并在恒水位下交替運行，減少了管道、閘門(mén)、水泵等用量，降低了運行成本。設計采用輕型電動(dòng)啟閉閘門(mén)，操作時(shí)輕便、快速、不漏水。

反應池的配水井將2 組沉砂池的污水匯集后，將其中25萬(wàn)m3/d經(jīng)超越管排出廠(chǎng)外，另25萬(wàn)m3/d（峰值32.5 萬(wàn)m3/d）進(jìn)入SBR反應池處理。

（4）接觸池。為保證液氨的消毒效果，加氯后的水應在接觸池中停留30min后排入水體。

（5）運行程序。由于SBR反應池DAT-IAT系統采用連續進(jìn)水，間歇出水方式運行，反應池既作生化反應池，又作沉淀池，因此每個(gè)運行周期中進(jìn)水時(shí)間、各個(gè)反應段時(shí)間、沉淀時(shí)間的不同都影響著(zhù)處理效果。所以在生產(chǎn)運行中根據具體情況進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 工程設計

2.3.1 設計規模及水質(zhì)

處理規模為25 萬(wàn)m3/d。污水綜合變化系數K取1.30，截流倍數2.2，即雨季時(shí)提升泵房，格柵，沉砂池總處理能力為55萬(wàn)m3/d，生化系統、消毒系統處理能力為25萬(wàn)m3/d。

設計進(jìn)、出水水質(zhì)指標見(jiàn)表1。

2.3.2 主要設備及參數

（1）進(jìn)水泵。進(jìn)水泵型號為CP3602潛水排污泵，共10臺，9用1備。單臺技術(shù)參數如下：流量Q=5062m3/h，揚程H=12.0，電機功率215kW。進(jìn)水泵系統控制采用就地手動(dòng)和PLC 自動(dòng)控制2種形式。

（2）鼓風(fēng)機房。鼓風(fēng)機房?jì)仍O4臺高速離心鼓風(fēng)機。單臺鼓風(fēng)機流量為24000m3/h，功率630kW。

鼓風(fēng)機的工作過(guò)程是通過(guò)現場(chǎng)控制盤(pán)來(lái)實(shí)現，該盤(pán)由PLC觸摸屏及控制水泵、電加熱器、出口閥門(mén)等電器組成，并且具有與上位協(xié)調能力機的通訊功能。

（3）污泥脫水機房。脫水機房?jì)仍O3臺離心式脫水機，單臺處理量25m3/h。經(jīng)離心脫水機的剩余活性污泥的含水率達80%以下。

2.4 電控設計

該污水處理廠(chǎng)自控系統采用集散式控制，設一個(gè)中央控制室。下設5個(gè)現場(chǎng)控制站。中控室設置2臺計算機互為熱備份，當一臺計算機發(fā)生故障時(shí)，另一臺計算機自動(dòng)投入，代替發(fā)生故障的計算機。工程師可通過(guò)鍵盤(pán)對控制系統進(jìn)行開(kāi)發(fā)、參數修改等。操作員可通過(guò)操作鍵盤(pán)切換各種畫(huà)面，并通過(guò)這些畫(huà)面監視全廠(chǎng)工藝參數的變化情況、設備的運行狀態(tài)、故障的發(fā)生信息。

所有工藝流程中的電機設備由PLC控制，PLC位于專(zhuān)門(mén)的控制柜內，上設觸摸屏，所有設備運行均采用手動(dòng)和自動(dòng)2種控制方式。正常運行時(shí)采用自動(dòng)控制方式，由現場(chǎng)PLC按工藝要求或時(shí)間控制池內進(jìn)氣閥、潷水器、剩余污泥泵、回流污泥泵等的運行。氣閥由PLC進(jìn)行開(kāi)度控制以便跟蹤池內的需氧量，參照相應反應池DO儀通過(guò)操作人員進(jìn)行控制。

PLC為模塊化設計，可在主PLC機上更改某些在線(xiàn)參數。電源斷電恢復后，PLC和安裝設備自動(dòng)啟動(dòng)。當設備發(fā)生故障時(shí)發(fā)生警報，并在PC上顯示設備狀態(tài)。

2.5 運行結果

運行中重點(diǎn)解決進(jìn)出水的自動(dòng)控制，供氣量調節，活性污泥濃度以及厭氧、缺氧段的控制問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調試運行，目前運行狀態(tài)穩定，出水均低于設計要求（表2）。

從運行情況來(lái)看，SBR 工藝取得了理想的處理效果（COD去除率88.4%，BOD5去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4+-N 和TP 也低于設計值，并且在水量超出設計規模時(shí)各種設備運轉正常?？梢钥闯?，

SBR 工藝*適用于撫順的污水處理工藝。

3、問(wèn)題與討論

在生產(chǎn)運行過(guò)程中發(fā)現有些問(wèn)題需進(jìn)一步優(yōu)化。

（1）污泥濃度的多少對出水水質(zhì)的影響。污泥濃度的多少對出水水質(zhì)有一定的影響。當污泥濃度過(guò)低時(shí)處理不夠充分，但出水懸浮物較少。當污泥濃度過(guò)高時(shí)處理效果好但出水懸浮物較多。尤其是當污泥沉降比高于60時(shí)，在現場(chǎng)可以看見(jiàn)潷水后期有大量帶泥現象。直接影響出水水質(zhì)的視覺(jué)效果（懸浮物較多），所以經(jīng)過(guò)運行分析應控制污泥沉降比在15~30之間zui為理想。

（2）曝氣頭的堵塞問(wèn)題。每組SBR池（共9組）設DAT池有2880只曝氣頭，IAT池有1376只曝氣頭，由于污泥沉降于池底和曝氣管道進(jìn)水等原因，容易造成曝氣頭堵塞和曝氣，影響曝氣效果，在實(shí)際的運行中采用降低水位增加曝氣量達到去除沉積在曝氣頭表面的污泥。對于脫落的曝氣頭要及時(shí)更換或堵塞，以避免影響其他曝氣區域。同時(shí)要定期打開(kāi)放空閥排出管道中的積水。

（3）處理成本分析。污水廠(chǎng)的運行成本主要在電費上，而鼓風(fēng)機是主要消耗電量的設備。通過(guò)公式求得風(fēng)機軸功率：

式中，N為鼓風(fēng)機的軸功率；G為曝氣量，單位為m3/h；P為風(fēng)壓，單位為kPa。

通過(guò)公式可以看出，在不影響正常出水的情況下，減少風(fēng)機的曝氣量會(huì )降低鼓風(fēng)機的軸功率，從而達到節省處理費的目的。

4、結語(yǔ)

該工藝的主要性能特點(diǎn)是：運行操作靈活，通過(guò)時(shí)間上的有效控制和變化來(lái)滿(mǎn)足多功能的要求，通過(guò)調節曝氣時(shí)間滿(mǎn)足出水水質(zhì)要求，效果穩定。工藝簡(jiǎn)單，調節池容積小或不設調節池，不設二次沉淀池，占地少，投資省，運行費用低。反應過(guò)程基質(zhì)溶度梯度大，反應推動(dòng)力大，對水量、水質(zhì)變化的適應性強。耐有機負荷和有毒物質(zhì)負荷沖擊能力強，運行方

式靈活，靜止沉淀，出水水質(zhì)好。厭氧（缺氧）和好氧過(guò)程交替發(fā)生，泥齡短且活性高，能有效地防止污泥膨脹，同時(shí)脫氮除磷效果好。

從SBR 工藝應用于撫順三寶屯污水處理廠(chǎng)的運行情況來(lái)看，在正式運行的多年時(shí)間，其污水處理效果穩定，出水水質(zhì)均已達到設計要求，使渾河的水質(zhì)有明顯改善，其環(huán)境及社會(huì )效益顯著(zhù)，同時(shí)也為大型城市污水處理廠(chǎng)SBR工藝的應用積累了經(jīng)驗。