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SBR水處理技術
發布時間:2019/9/19 已被閱讀:141次 【打印此頁】 【返回前頁】

1、什么是SBR水處理技術?
SBR(Sequencing Batch Reactor)是一種利用微生物在反應器中按照一定的時間順序間歇式操作污水處理技術。這種技術本身是活性污泥法的一種,但又與活性污泥法的操作過程根本不同。這種技術集曝氣、沉淀于一池,而不需要設置二沉池及污泥回流設備,也無需初沉池。在該系統中,反應池在一定時間間隔內充滿污水,以間歇處理方式運行,處理后混合液沉淀一段時間后,從池中排除上清液,沉淀的生物污泥則留于池內,用于再次與污水混合處理污水,這樣依次反復運行,則構成了序式處理工藝。典型的SBR系統分為:進水、反應、沉淀、排水與閑置5個階段。
在SBR處理系統中,可采用單池式和多池式。這主要根據處理水量的大小而定。單池式,即僅有一個SBR反應池,就整個工藝系統而言,其進水與排水是間歇式的。多池式,即整個系統設置多個SBR反應池,其進水可在各個反應池間交替進行,就整個系統工藝而言,其進水與排水是連續式的。
SBR反應器的每個工作階段的作用及原理分述如下:
①充水階段
充水階段的主要作用是將原污水送入SBR反應器,同時使污水與SBR反應器中存留的活性污泥充分混合,從而使微生物與污水中的營養物質充分接觸。
②反應階段
反應階段是通過微生物與污水中營養物質相互作用,降解污水中有害物質的過程,也是SBR反應器最關鍵的工作階段。在反應階段,根據原水水質的不同可以設置成厭氧反應過程或好氧反應過程,也可以設計成厭氧與好氧相結合的過程。對于單純的脫碳處理工藝,僅以降低污水中COD和BOD指標為目的,一般只設曝氣好氧過程,進水階段結束后,可直接進行曝氣,曝氣結束后可以轉入下一工作程序。對于具有除磷脫氮要求的有機廢水處理工藝,由于除了降低COD和BOD5外,還要求降低T-P、T-N,必須設計成厭氧與好氧相結合的操作過程。進水工序完成后,首先進行厭氧過程,再進行曝氣,然后可周而復始地交替進行厭氧和好氧過程,從而達到脫氮、除磷的目的。
在厭氧過程中,污水中的反硝化菌利用水中的有機物作碳源,可以把NO3--N,NO2--N還原成N2從水中除去。在好氧階段,硝化菌還可以利用氧將污水中的NH4-N轉化成NOx--N從而達到除氮的目的。SBR工藝對于磷的去除主要是通過活性污泥微生物細胞合成和在好氧狀態下對磷的攝取,最終將其轉移至污泥之中,從而實現了脫磷過程。
SBR工藝操作條件得當,可以獲得十分滿意的處理效果,就一般情況而言,COD、BOD5、TN、TP的去除效率可分別達到90%、95%、80%、60%以上。
對于SBR的厭氧過程,通常需設置水下攪拌器,達到微生物與有機物充分混合的目的。對好氧過程,一般采用水下曝氣機或鼓風曝氣達到供給氧氣的目的。
③沉淀階段
沉淀階段的作用使SBR反應器中形成的活性污泥與水分離。該階段要求上清液中盡可能少的懸浮物或夾帶污泥,避免污泥對出水水質產生影響,通常這一過程依靠自然重力沉降達到泥水分離的目的。
④排水階段
排水階段的作用是將沉淀后的上清液排出反應器之外,這了保證上清液排出,同時又不夾帶活性污泥,潷水器的選擇十分重要。好的潷水器必須具有既能迅速排水,又不夾帶沉淀污泥。
SBR反應器內長時間運行后會過量地積累剩余污泥。因此,必須定期地將剩余污泥排出。通常在排水過程結束后排出剩余污泥,也有在排水過程中排泥的做法。
⑤閑置階段
閑置階段的主要作用是通過工程手段使污泥恢復活性,增強污泥的吸附再生能力,然后再與污水接觸,從而增強反應階段生物處理效果。
所謂序批式生物處理工藝,實際就是上述幾個階段按一定的時間順序,在同一個反應器內周而復始地一批一批處理污水的操作過程。
⑥SBR反應器的工作時序
SBR反應器實際運行時按上述五個階段的時序運行。但是每個階段控制的時間卻千變萬化。究竟各個階段的運行時間如何組合最佳,必須根據實際的水量水質情況確定。對于生活污水處理而言,通常控制的時間順序為進水1.0~1.5小時,反應2~4小時,沉淀1~1.5小時,排水1~1.5小時,閑置0.5~1小時,總計5.5~9小時。
2、SBR技術與其它生物處理技術有什么區別?
迄今為止所有的化工以及水處理工藝過程,人們都采用空間分割的方式完成工藝操作。也即對于每一個不同的工藝操作步驟是通過設置在不同位置的不同形式的若干個設備按一定的空間順序串聯起來,形成一種特定的生產過程。而且這個過程可以連續地進行生產。而SBR技術則采用時間分割的方式完成工藝操作,即對于某個特定的生產過程,將所有的操作設置在同一個設備中,按照一定的時間順序實現工藝操作,從而形成一種特定的生產過程。這個過程對于每個操作單元而言是間歇式進行的,但通過多個單元組合調度后又是連續的,因此也可以用于工業化大規模生產。這是SBR法區別于其它方法的重要標志之一。這就是SBR法與普通活性污泥法在時空上的根本區別,正是出于這點差別,兩種技術路線給人們帶來了不同的技術與經濟效益。
3、SBR技術處理污水為什么既簡單又省錢?
工程投資、運轉費用、占地面積是衡量污水處理工藝技術優劣的重要標志。本文以SBR法與我國目前城市污水處理普遍采用的活性污泥法對比,闡明為什么SBR法比其它水處理工藝既簡單又省錢。目前,城市污水處理要求在脫碳的同時,除磷脫氮。對于滿足上述三種要求的污水處理,通常采用的普通活性污泥法工藝流程見圖2。 圖2與圖3相比較可知,采用普通活性污泥法,在不同的空間上設置了厭氧反應池進行反硝化,設置了好氧曝氣池進行硝化以及除碳反應設置了二沉池進行泥水分離,還設置了污泥回流泵房(包括污泥泵)回流污泥以及設置內回流泵房(包括污泥泵)回流混合液。這樣采用空間分割的形式共設置了五個構筑物完成了脫氮除磷脫碳的工藝過程。
由圖3可知,采用SBR法,工藝過程極為簡單,一個SBR構筑物取代了普通活性污泥法中厭氧反應應、曝氣池、二沉池、污泥回流泵房(包括污泥泵)、內回流泵房(包括污泥泵)。在一個SBR池內依靠全部過程,也不需要進行污泥回流或混合液回流,這就是采用SBR法處理污水極為簡單的原因。
4、SBR技術特點是什么?
從圖2、圖3對比可知,SBR法與其它污水處理技術相比具有以下特點:
(1)SBR工藝集曝氣、沉淀于一池,不需設置初沉池、二沉池及污泥回流設備,大大地減少了水處理構筑物,因此,占地面積少,基建費用低。
(2)SBR工藝由于無需污泥和混合液回流,明顯降低了動力消耗,因此,運轉費用低。
(3)SBR工藝自動化程度高,可以全面實現集中顯示,集中控制,自動化操作,管理人員少,勞動強度低。
(4)SBR工藝可通過改變時間順序,非常靈活地進行多種工藝組合,從而適用于不同的水質變化,這是任何連續式污水處理工藝不可比擬的優點。
(5)SBR工藝處在兼氧狀態下運行,產生的污泥量比普通活性污泥法少。而且污泥沉降性能好,易于污泥脫水處理,因此,剩余污泥處理簡單,成本低廉。
(6)SBR耐有機沖擊負荷和水力沖擊負荷能力強,易于操作管理。
(7)SBR反應器不易發生污泥膨脹,易于操作控制。
(8)SBR反應器可升級性好,可改造性好,只需變更計算機程序,就可將二級處理升格為三級處理,同時也很容易擴大規模。
5、SBR技術配套設備能國產化嗎?
SBR技術在我國研究應用已有十多年的歷史。目前我國已有利用SBR技術處理化工、醫藥、輕工、食品、屠宰工業廢水和城市污水的處理設施幾十套。處理規模從每天幾百噸到十多萬噸不等,已經積累了約5-6年的運行經驗,這種技術在我國已逐漸地走向全面應用階段。尤其在國外,這種技術早已廣泛應用,已成為主流技術,發展迅速。
與SBR配套的設備主要有四大類:A.潷水器;B.水下攪拌機;C.水下曝氣器;D.自動顯示與自動控制裝置。這四大設備國內已經能夠生產而且逐漸趨于標準化。
A.潷水器
潷水器在我國曾經有三大類產品在工程中應用,這三種潷水器雖然都可在工程中應用,但共同的缺點是:排水的前20秒夾帶污泥,而且有機械傳動裝置,易于損壞,維修麻煩。然而由清華紫光環保專家研制的潷水器克服了上述缺點,效果良好。我公司生產多年,從未出現過質量問題,深受用戶好評。
B.水下攪拌機
采用直立式水下推流攪拌機和潛水式水下攪拌機,已在多種水處理工程中獲得應用,已能滿足SBR工藝要求。
C.水下曝氣器
水下曝氣器我國主要有三大類微孔曝氣產品,即棕剛玉微孔曝氣器、網膜式微孔曝氣、激光打孔的軟管式微孔曝氣器。棕剛玉曝氣器易于堵塞,網膜式曝氣器材料不過關,微孔管式曝氣器不僅價格低廉,而且使用效果較好。我們用在廢水處理以及SBR反應器中使用了三年以上,尚未發現問題,可以滿足工藝要求。
D.自動顯示自動控制裝置
PLC可編程邏輯控制器已在我國工業中獲得了廣泛應用,實踐說明自控效果良好。PLC控制器用于SBR可以完全滿足工藝要求。這種控制器已在廣州珠江鋼琴廠、海寧污水處理廠、昌樂污水處理廠、海門污水處理廠等多家單位的SBR水處理裝置中獲得成功應用。
綜上所述,SBR配套的四大設備完全可以國產化,可不依賴于國外進口。這為我國全面應用SBR水處理技術奠定了良好基礎。
6、SBR技術在污水處理中的演變過程及應用前景
當人們剛剛認識到利用微生物處理污水時,學者們在實驗室以及小規模的水處理過程中廣泛采用這種間歇式的SBR法處理污水。直至現在,學者們在實驗室仍然利用這種方法開展研究工作。在利用生物處理污水發展的初期,這種間歇充放水式的SBR系統在工程應用中遇到了困難:由于當時工業自動化水平低,對于SBR反應器的操作只能依靠人工完成,而每一個SBR反應池每處理一次水,至少需啟閉8次以上閥門。當需要處理水量增大時,必須采用多池組合的方式運行,這時人們必須進行幾十次乃至上百次的閥門操作。除此以外,對于每個反應單元,還必須根據水質變化和處理過程的變化,改變下一個操作的時間。除每個單元的時序控制外,還要對多個反應池相互之間的時序控制作出決定,操作管理極為復雜,這就決定了,在工業發展初期,SBR技術自然被連續式活性污泥法所取代,從而使SBR技術固有的優點不能付諸實施。
近年來,工業自動化水平的迅速發展為間歇式的SBR技術提供了新的應用市場,特別是PLC控制器、各種各樣的電腦自動化控制軟件、水質在線監測儀器以及顯示儀表的工業化應用,使SBR在水處理應用中獲得了新生。現有的自控手段已經足以解決多池式SBR單元操作和單元之間的時序控制以及工程調度問題。目前已有幾千座日處理能力從幾十噸到幾十萬噸的污水處理廠依靠PLC或電腦自動控制在世界各地運行。
由于現代化自動監控手段成功地解決了大規模污水處理狀況下的SBR時序控制問題,環保工作者在SBR技術自身占地面積小,工程投資省,運轉費用低的優越性驅使下,SBR技術已經在工業廢水處理以及城市污水處理中越來越廣泛地獲得應用。預計今后的幾十年中將是SBR技術的應用鼎盛時期。這種技術將給人們帶來更好的環境效益和經濟效益。
近年來,水域富營養化提出了除磷,除氮的要求,SBR法能使有機物,氮和磷在同一池中去除,不需另加除磷脫氮裝置。從而降低了水處理成本,另外SBR法在抑制活性污泥膨脹方面具有極大的優勢。這都是普通連續式生物處理工藝無可比擬的。這就使得SBR法的技術特長得以充分發揮,從而使SBR受到了人們的關注。
綜上所述,SBR法的應用價值引起了許多國家的重視,使SBR的研究及應用進入了有史以來的輝煌時期。
7、SBR技術為什么適合于國情?
我國目前在污水處理方面面臨問題:一方面許多企業和城市急需要進行廢水或污水處理,而另一方面又特別缺少資金,不能付諸實踐。而SBR可以很好地緩解這一矛盾。
SBR本身所需要的工程造價較低,可以減少企業的環保負擔。而且SBR對于城市污水處理可以不需要建成正規的水處理設施,利用當地池塘洼地經簡單的底部處理后用作SBR池,在池邊增加一些簡單曝氣裝置,利用多個池塘組合,再利用地形差,造成自流,這樣可以建成簡單的SBR污水處理廠,這種簡易式SBR可以降低50%以上工程造價,對我國某些城市也是切實可行的方法之一。
此外,我國工業化生產由于管理問題使得工業廢水的排放特點之一是水質水量變化范圍大,對于處理裝置的有機沖擊負荷和水力沖擊負荷較大。SBR恰恰具有較好的耐沖擊負荷能力,因此也比較適合于我國的廢水特點。
綜上所述,由于SBR簡單易行,工程投資低,運轉費用省,占地面積少,因此是最適合于我國污水排放量大、而水質波動大,資金又缺乏,這種特點的水處理技術。
 
一、用途

    SBR(序批式活性污泥處理)法及其改良或發展型的SBR(如ICEAS法,UNITANK法、CASS法、MSBR法)等工藝方法是在單一反應池內,按照進水、曝氣,沉淀、排水等工序進行活性污泥處理的工藝,其污水處理的單元操作,按時間程序,周期性進行。潷水器是此工藝的沉淀階段,為排除與活性污泥分離后的上清液的專用設備。它廣泛用于城市污水、化工、印染、食品等行業的污水處理工程。

二、結構及特點

    XBS-1型旋轉式潷水器由集水槽、浮筒、排水管組、回轉支座、螺桿、連桿裝置、導軌及傳動裝置組成。XBS-2型旋轉式潷水器主要由集水槽、浮筒、排水管組、回轉支座、電動推桿及電控箱等組成。 兩種型式潷水器電控部分可采用變頻器、PCL控制,能實現手動和自動控制。 排水時,控制元件給出信號,指令傳動裝置工作,螺母旋轉,螺桿勻速下降,使撐桿按一定軌跡運動或由電動推桿推動,集水偃槽按設定速度下移,完成均量潷水。潷水結束后,液位控制儀給出最低極限信號,電機反轉,牽引集水偃槽上移,回到預置位置。 潷水器可追隨水位連續、定量排水,潷水深度大,動作平穩可靠,液面無攪動。整機耗能少,使用壽命長。

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