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SBR水处理技术
发布时间:2019/9/19 已被阅读:373次 【打印此页】 【返回前页】

1、什么是SBR水处理技术?
SBR(Sequencing Batch Reactor)是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术本身是活性污泥法的一种,但又与活性污泥法的操作过程根本不同。这种技术集曝气、沉淀于一池,而不需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需初沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行,处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,用于再次与污水混合处理污水,这样依次反复运行,则构成了序式处理工艺。典型的SBR系统分为:进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。
在SBR处理系统中,可采用单池式和多池式。这主要根据处理水量的大小而定。单池式,即仅有一个SBR反应池,就整个工艺系统而言,其进水与排水是间歇式的。多池式,即整个系统设置多个SBR反应池,其进水可在各个反应池间交替进行,就整个系统工艺而言,其进水与排水是连续式的。
SBR反应器的每个工作阶段的作用及原理分述如下:
①充水阶段
充水阶段的主要作用是将原污水送入SBR反应器,同时使污水与SBR反应器中存留的活性污泥充分混合,从而使微生物与污水中的营养物质充分接触。
②反应阶段
反应阶段是通过微生物与污水中营养物质相互作用,降解污水中有害物质的过程,也是SBR反应器最关键的工作阶段。在反应阶段,根据原水水质的不同可以设置成厌氧反应过程或好氧反应过程,也可以设计成厌氧与好氧相结合的过程。对于单纯的脱碳处理工艺,仅以降低污水中COD和BOD指标为目的,一般只设曝气好氧过程,进水阶段结束后,可直接进行曝气,曝气结束后可以转入下一工作程序。对于具有除磷脱氮要求的有机废水处理工艺,由于除了降低COD和BOD5外,还要求降低T-P、T-N,必须设计成厌氧与好氧相结合的操作过程。进水工序完成后,首先进行厌氧过程,再进行曝气,然后可周而复始地交替进行厌氧和好氧过程,从而达到脱氮、除磷的目的。
在厌氧过程中,污水中的反硝化菌利用水中的有机物作碳源,可以把NO3--N,NO2--N还原成N2从水中除去。在好氧阶段,硝化菌还可以利用氧将污水中的NH4-N转化成NOx--N从而达到除氮的目的。SBR工艺对于磷的去除主要是通过活性污泥微生物细胞合成和在好氧状态下对磷的摄取,最终将其转移至污泥之中,从而实现了脱磷过程。
SBR工艺操作条件得当,可以获得十分满意的处理效果,就一般情况而言,COD、BOD5、TN、TP的去除效率可分别达到90%、95%、80%、60%以上。
对于SBR的厌氧过程,通常需设置水下搅拌器,达到微生物与有机物充分混合的目的。对好氧过程,一般采用水下曝气机或鼓风曝气达到供给氧气的目的。
③沉淀阶段
沉淀阶段的作用使SBR反应器中形成的活性污泥与水分离。该阶段要求上清液中尽可能少的悬浮物或夹带污泥,避免污泥对出水水质产生影响,通常这一过程依靠自然重力沉降达到泥水分离的目的。
④排水阶段
排水阶段的作用是将沉淀后的上清液排出反应器之外,这了保证上清液排出,同时又不夹带活性污泥,滗水器的选择十分重要。好的滗水器必须具有既能迅速排水,又不夹带沉淀污泥。
SBR反应器内长时间运行后会过量地积累剩余污泥。因此,必须定期地将剩余污泥排出。通常在排水过程结束后排出剩余污泥,也有在排水过程中排泥的做法。
⑤闲置阶段
闲置阶段的主要作用是通过工程手段使污泥恢复活性,增强污泥的吸附再生能力,然后再与污水接触,从而增强反应阶段生物处理效果。
所谓序批式生物处理工艺,实际就是上述几个阶段按一定的时间顺序,在同一个反应器内周而复始地一批一批处理污水的操作过程。
⑥SBR反应器的工作时序
SBR反应器实际运行时按上述五个阶段的时序运行。但是每个阶段控制的时间却千变万化。究竟各个阶段的运行时间如何组合最佳,必须根据实际的水量水质情况确定。对于生活污水处理而言,通常控制的时间顺序为进水1.0~1.5小时,反应2~4小时,沉淀1~1.5小时,排水1~1.5小时,闲置0.5~1小时,总计5.5~9小时。
2、SBR技术与其它生物处理技术有什么区别?
迄今为止所有的化工以及水处理工艺过程,人们都采用空间分割的方式完成工艺操作。也即对于每一个不同的工艺操作步骤是通过设置在不同位置的不同形式的若干个设备按一定的空间顺序串联起来,形成一种特定的生产过程。而且这个过程可以连续地进行生产。而SBR技术则采用时间分割的方式完成工艺操作,即对于某个特定的生产过程,将所有的操作设置在同一个设备中,按照一定的时间顺序实现工艺操作,从而形成一种特定的生产过程。这个过程对于每个操作单元而言是间歇式进行的,但通过多个单元组合调度后又是连续的,因此也可以用于工业化大规模生产。这是SBR法区别于其它方法的重要标志之一。这就是SBR法与普通活性污泥法在时空上的根本区别,正是出于这点差别,两种技术路线给人们带来了不同的技术与经济效益。
3、SBR技术处理污水为什么既简单又省钱?
工程投资、运转费用、占地面积是衡量污水处理工艺技术优劣的重要标志。本文以SBR法与我国目前城市污水处理普遍采用的活性污泥法对比,阐明为什么SBR法比其它水处理工艺既简单又省钱。目前,城市污水处理要求在脱碳的同时,除磷脱氮。对于满足上述三种要求的污水处理,通常采用的普通活性污泥法工艺流程见图2。 图2与图3相比较可知,采用普通活性污泥法,在不同的空间上设置了厌氧反应池进行反硝化,设置了好氧曝气池进行硝化以及除碳反应设置了二沉池进行泥水分离,还设置了污泥回流泵房(包括污泥泵)回流污泥以及设置内回流泵房(包括污泥泵)回流混合液。这样采用空间分割的形式共设置了五个构筑物完成了脱氮除磷脱碳的工艺过程。
由图3可知,采用SBR法,工艺过程极为简单,一个SBR构筑物取代了普通活性污泥法中厌氧反应应、曝气池、二沉池、污泥回流泵房(包括污泥泵)、内回流泵房(包括污泥泵)。在一个SBR池内依靠全部过程,也不需要进行污泥回流或混合液回流,这就是采用SBR法处理污水极为简单的原因。
4、SBR技术特点是什么?
从图2、图3对比可知,SBR法与其它污水处理技术相比具有以下特点:
(1)SBR工艺集曝气、沉淀于一池,不需设置初沉池、二沉池及污泥回流设备,大大地减少了水处理构筑物,因此,占地面积少,基建费用低。
(2)SBR工艺由于无需污泥和混合液回流,明显降低了动力消耗,因此,运转费用低。
(3)SBR工艺自动化程度高,可以全面实现集中显示,集中控制,自动化操作,管理人员少,劳动强度低。
(4)SBR工艺可通过改变时间顺序,非常灵活地进行多种工艺组合,从而适用于不同的水质变化,这是任何连续式污水处理工艺不可比拟的优点。
(5)SBR工艺处在兼氧状态下运行,产生的污泥量比普通活性污泥法少。而且污泥沉降性能好,易于污泥脱水处理,因此,剩余污泥处理简单,成本低廉。
(6)SBR耐有机冲击负荷和水力冲击负荷能力强,易于操作管理。
(7)SBR反应器不易发生污泥膨胀,易于操作控制。
(8)SBR反应器可升级性好,可改造性好,只需变更计算机程序,就可将二级处理升格为三级处理,同时也很容易扩大规模。
5、SBR技术配套设备能国产化吗?
SBR技术在我国研究应用已有十多年的历史。目前我国已有利用SBR技术处理化工、医药、轻工、食品、屠宰工业废水和城市污水的处理设施几十套。处理规模从每天几百吨到十多万吨不等,已经积累了约5-6年的运行经验,这种技术在我国已逐渐地走向全面应用阶段。尤其在国外,这种技术早已广泛应用,已成为主流技术,发展迅速。
与SBR配套的设备主要有四大类:A.滗水器;B.水下搅拌机;C.水下曝气器;D.自动显示与自动控制装置。这四大设备国内已经能够生产而且逐渐趋于标准化。
A.滗水器
滗水器在我国曾经有三大类产品在工程中应用,这三种滗水器虽然都可在工程中应用,但共同的缺点是:排水的前20秒夹带污泥,而且有机械传动装置,易于损坏,维修麻烦。然而由清华紫光环保专家研制的滗水器克服了上述缺点,效果良好。我公司生产多年,从未出现过质量问题,深受用户好评。
B.水下搅拌机
采用直立式水下推流搅拌机和潜水式水下搅拌机,已在多种水处理工程中获得应用,已能满足SBR工艺要求。
C.水下曝气器
水下曝气器我国主要有三大类微孔曝气产品,即棕刚玉微孔曝气器、网膜式微孔曝气、激光打孔的软管式微孔曝气器。棕刚玉曝气器易于堵塞,网膜式曝气器材料不过关,微孔管式曝气器不仅价格低廉,而且使用效果较好。我们用在废水处理以及SBR反应器中使用了三年以上,尚未发现问题,可以满足工艺要求。
D.自动显示自动控制装置
PLC可编程逻辑控制器已在我国工业中获得了广泛应用,实践说明自控效果良好。PLC控制器用于SBR可以完全满足工艺要求。这种控制器已在广州珠江钢琴厂、海宁污水处理厂、昌乐污水处理厂、海门污水处理厂等多家单位的SBR水处理装置中获得成功应用。
综上所述,SBR配套的四大设备完全可以国产化,可不依赖于国外进口。这为我国全面应用SBR水处理技术奠定了良好基础。
6、SBR技术在污水处理中的演变过程及应用前景
当人们刚刚认识到利用微生物处理污水时,学者们在实验室以及小规模的水处理过程中广泛采用这种间歇式的SBR法处理污水。直至现在,学者们在实验室仍然利用这种方法开展研究工作。在利用生物处理污水发展的初期,这种间歇充放水式的SBR系统在工程应用中遇到了困难:由于当时工业自动化水平低,对于SBR反应器的操作只能依靠人工完成,而每一个SBR反应池每处理一次水,至少需启闭8次以上阀门。当需要处理水量增大时,必须采用多池组合的方式运行,这时人们必须进行几十次乃至上百次的阀门操作。除此以外,对于每个反应单元,还必须根据水质变化和处理过程的变化,改变下一个操作的时间。除每个单元的时序控制外,还要对多个反应池相互之间的时序控制作出决定,操作管理极为复杂,这就决定了,在工业发展初期,SBR技术自然被连续式活性污泥法所取代,从而使SBR技术固有的优点不能付诸实施。
近年来,工业自动化水平的迅速发展为间歇式的SBR技术提供了新的应用市场,特别是PLC控制器、各种各样的电脑自动化控制软件、水质在线监测仪器以及显示仪表的工业化应用,使SBR在水处理应用中获得了新生。现有的自控手段已经足以解决多池式SBR单元操作和单元之间的时序控制以及工程调度问题。目前已有几千座日处理能力从几十吨到几十万吨的污水处理厂依靠PLC或电脑自动控制在世界各地运行。
由于现代化自动监控手段成功地解决了大规模污水处理状况下的SBR时序控制问题,环保工作者在SBR技术自身占地面积小,工程投资省,运转费用低的优越性驱使下,SBR技术已经在工业废水处理以及城市污水处理中越来越广泛地获得应用。预计今后的几十年中将是SBR技术的应用鼎盛时期。这种技术将给人们带来更好的环境效益和经济效益。
近年来,水域富营养化提出了除磷,除氮的要求,SBR法能使有机物,氮和磷在同一池中去除,不需另加除磷脱氮装置。从而降低了水处理成本,另外SBR法在抑制活性污泥膨胀方面具有极大的优势。这都是普通连续式生物处理工艺无可比拟的。这就使得SBR法的技术特长得以充分发挥,从而使SBR受到了人们的关注。
综上所述,SBR法的应用价值引起了许多国家的重视,使SBR的研究及应用进入了有史以来的辉煌时期。
7、SBR技术为什么适合于国情?
我国目前在污水处理方面面临问题:一方面许多企业和城市急需要进行废水或污水处理,而另一方面又特别缺少资金,不能付诸实践。而SBR可以很好地缓解这一矛盾。
SBR本身所需要的工程造价较低,可以减少企业的环保负担。而且SBR对于城市污水处理可以不需要建成正规的水处理设施,利用当地池塘洼地经简单的底部处理后用作SBR池,在池边增加一些简单曝气装置,利用多个池塘组合,再利用地形差,造成自流,这样可以建成简单的SBR污水处理厂,这种简易式SBR可以降低50%以上工程造价,对我国某些城市也是切实可行的方法之一。
此外,我国工业化生产由于管理问题使得工业废水的排放特点之一是水质水量变化范围大,对于处理装置的有机冲击负荷和水力冲击负荷较大。SBR恰恰具有较好的耐冲击负荷能力,因此也比较适合于我国的废水特点。
综上所述,由于SBR简单易行,工程投资低,运转费用省,占地面积少,因此是最适合于我国污水排放量大、而水质波动大,资金又缺乏,这种特点的水处理技术。
 
一、用途

    SBR(序批式活性污泥处理)法及其改良或发展型的SBR(如ICEAS法,UNITANK法、CASS法、MSBR法)等工艺方法是在单一反应池内,按照进水、曝气,沉淀、排水等工序进行活性污泥处理的工艺,其污水处理的单元操作,按时间程序,周期性进行。滗水器是此工艺的沉淀阶段,为排除与活性污泥分离后的上清液的专用设备。它广泛用于城市污水、化工、印染、食品等行业的污水处理工程。

二、结构及特点

    XBS-1型旋转式滗水器由集水槽、浮筒、排水管组、回转支座、螺杆、连杆装置、导轨及传动装置组成。XBS-2型旋转式滗水器主要由集水槽、浮筒、排水管组、回转支座、电动推杆及电控箱等组成。 两种型式滗水器电控部分可采用变频器、PCL控制,能实现手动和自动控制。 排水时,控制元件给出信号,指令传动装置工作,螺母旋转,螺杆匀速下降,使撑杆按一定轨迹运动或由电动推杆推动,集水偃槽按设定速度下移,完成均量滗水。滗水结束后,液位控制仪给出最低极限信号,电机反转,牵引集水偃槽上移,回到预置位置。 滗水器可追随水位连续、定量排水,滗水深度大,动作平稳可靠,液面无搅动。整机耗能少,使用寿命长。

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