sbr及相关工艺.doc

SBR 变形工艺近年来，SBR 技术得到了较快的发展，已衍生了许多改进型工艺目前，SBR 变形工艺主要有：ICEAS 、CAST/CASS/CASP、DAT-IAT、UNITANK 、MSBR 等1）ICEAS 工艺间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended Aeration System）是在 1968 年由澳大利亚新威尔士大学与美国 ABJ 公司合作开发的与传统 SBR 相比，ICEAS 最大特点是在反应器进水端设置了一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段ICEAS 预反应区一般处于缺氧状态，主反应区是好氧反应场所，体积约占总体积的85%~90%运行时，污水连续进入预反应区，并通过隔墙下端的小孔以层流速度进入主反应区，沿主反应区池底扩散，起到调节水流的作用；在主反应区依次进行曝气、沉淀、排水其工艺运行过程如图 3-27 所示图 3-27 ICEAS 工艺运行过程ICEAS 工艺具有占地面积小，土建投资低；设备少，能耗低；耐冲击负荷，运行灵活等传统 SBR 的优点外，其最大的优势在于可实现全过程连续进水，减少了运行操作的复杂性，从而可应用于较大型的污水厂。

同时也正由于全过程连续进水，沉淀阶段进水会在主反应区底部造成一定的水力紊动，从而影响泥水分离及出水水质，因此限制了其处理能力但 ICEAS 设施简单，管理方便，处理费用比传统 SBR 低，在国内外已得到广泛应用2）DAT-IAT 工艺好氧-间歇曝气系统（DAT-IAT—Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank）是由天津市政工程设计研究院提出的一种 SBR 新工艺主体构筑物是由一个需氧池 DAT 池和一个间歇曝气池 IAT 池组成，DAT 池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入 IAT 池，IAT 池连续进水但间歇排水，在 IAT 池完成曝气、沉淀、排水和排除剩余污泥，同时，IAT 池污泥回流 DAT 池DAT 池相当于一个传统活性污泥曝气池，池中水呈完全混合状态；IAT 池相当于一个传统的 SBR 池，但进水为连续DAT-IAT 运行过程与 SBR 相同，由进水、反应、沉淀、排水和闲置 5 个阶段组成，其容积利用率是已知 SBR 变形工艺中最高的，可达 66.7%DAT-IAT 系统是传统活性污泥法与传统 SBR 相结合的一种型式，整个系统继承了 SBR 工艺的优点，同时又改进了 SBR 工艺的不足。

DAT 池起到了防止连续进水对出水水质的影响，特别是在处理高浓度和水质波动较大的工业废水时；DAT 连续曝气还加强了系统对难降解有机物的降解，相对缩短了运行周期，提高了池容的利用率因此，DAT-IAT 工艺具有运行稳定，处理效率高，出水质量好，抗冲击能力强，可达到脱磷脱氮的目的3）CASS/CAST/CASP 工艺CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环式活性污泥法的简称，又称为循环式活性污泥工艺 CAST(-Technology)或 CASP(-Process)，该工艺是 1969 年美国 M. C. Goronszy 教授在 ICEAS 工艺的基础上开发出来的，是 SBR 工艺的一种新形式，即在 SBR 池内进水端增加了一个生物选择器，实现了连续进水，间歇排水通常 CASS 池分三个反应区：生物选择器、预反应区（缺氧区）和主反应区（好氧区） ，容积比一般为 1：5：30，整个过程间歇运行，进水同时曝气并设置污泥回流系统生物选择器设置在反应器的进水端，其容积约占整个池子的 10%，通常在厌氧和兼氧条件下运行设置生物选择器的主要目的是创造合适的微生物生长环境并选择出絮凝性细菌。

生物选择器对进水水量水质具有较好的缓冲作用，进水和回流活性污泥在此相互混合接触，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，加速了对溶解性有机物的去除及难降解有机物的水解，同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮可得到反硝化，反硝化量可达整个系统反硝化量的 20%左右设计合理的生物选择器可有效控制污泥膨胀的发生，提高系统的稳定性预反应区可进一步促进磷的释放和反硝化作用，还可辅助强化生物选择器对进水水质、水量、PH 和有毒有害物质的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，有效防止污泥膨胀主反应区是最终去除污染物的主要场所，运行过程中，通常将主反应区的曝气强度加以控制，以使反应区内主体溶液处于好氧状态，保证污泥絮体的外部有一个好氧环境进行硝化，活性污泥结构内部则基本处于缺氧状态，溶解氧向污泥絮体内的传递受到限制，而较高的硝酸盐浓度则能较好地渗透到絮体内部，有效地进行反硝化，从而使主反应区中同时发生有机污染物的降解以及同步硝化和反硝化作用运行时，按进水- 曝气、曝气、沉淀、滗水、进水-闲置完成一个周期与 ICEAS 工艺相比，CASS 工艺具有以下独特的优点：①在进水阶段，不设单纯的充水过程或缺氧进水混合过程，能在曝气阶段创造条件有效的进行硝化和反硝化；②生物选择器的设置有利于系统中絮凝性细菌的生长并提高污泥活性，使其快速地溶解性易降解基质，进一步有效控制污泥膨胀；③在沉淀和滗水阶段无进水，保证了污泥沉降无水力干扰，污泥沉降性能好，使排水的稳定性得到保障，出水水质好；④操作运行灵活，可根据进水水质对运行参数进行调整。

⑤采用多池串联运行，使污水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态，不仅保证了稳定的处理效果，而且提高了容积利用率随着计算机的日益普及，CASS 工艺由于其工艺简单、投资小、运行费用低、对水质水量适应性强、处理效率高，尤其是优异的脱氮除磷功能而越来越得到重视该工艺已广泛应用于城市污水和各种工业废水的处理，目前全世界有 300 多座各种规模的 CASS 污水处理厂正在运行或建造中4）UNITANK 工艺UNITANK 系统是 20 世纪 90 年代初比利时史格斯清水公司（SEGHERS）提出的一种 SBR 的变形工艺它集合了 SBR 工艺和氧化沟工艺的特点，不仅具有SBR 系统的主要特点，还可以像传统活性污泥法那样在恒定水位下连续流运行，一体化设计，整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水，是一种高效、经济、灵活的污水处理工艺，具有良好的发展前景目前全世界有160 多个污水处理工程采用此工艺在我国，石家庄开发区污水处理厂、广东珠江污水处理厂等采用了该技术，建成投产后效果良好UNITANK 系统的主体是一个被间隔成数个单元的矩形反应池，典型的是 3 格池。

3 个池水力相通，每个池均设有曝气系统，可采用鼓风曝气，也可采用机械表面曝气及搅拌其中中间池只作为曝气池，两个边池交替作为曝气池和沉淀池，边池设有固定出水堰和剩余污泥排放口进入系统的污水通过进水闸控制可分时序分别交替进入 3 个池中的任意一个，实现连续进水连续排水，周期交替运行UNITANK 工艺如图 3-28 所示图 3-28 UNITANK 工艺在运行方式上，UNITANK 系统可通过时间及空间上的控制及曝气、搅拌的控制，使 3 个池内形成好氧、缺氧或者厌氧环境，实现多种工艺目的，如有机物的去除、脱氮除磷UNITANK 工艺主要有两种运行方式，即好氧处理系统和脱氮除磷处理系统1）好氧处理系统UNITANK 好氧处理系统运行周期包括两个主体运行阶段和两个较短的过渡阶段，两个主体运行阶段的运行过程完全相同，是相互对称的一个周期运行过程如下：①污水首先进入左侧池内，该池作为曝气池，再通过连通管进入中间曝气池，最后经连通管至右侧沉淀池，处理水由右侧设置的固定堰排出，也可在此排放剩余污泥，水流方向由左向右因左池在上个运行阶段作为沉淀池运行时积累了大量经过再生、具有较高吸附及活性的污泥，因而可以高效降解污水中的有机物；混合液同时自左向右通过中间池曝气池继续曝气，有机物得到进一步降解；同时在推流过程中，左侧池内活性污泥进入中间池，再进入右侧池，使污泥在各池内重新分配。

②经过一定时段后，关闭左侧池进水闸，开启中间池进水闸，此时，左侧池开始停止曝气，而污水从中间池流向右侧池③经过一个短暂的过渡段后，关闭中间池进水闸，而改从右侧池进水，此时右侧池曝气，左侧池经静止沉淀后出水，水流从右向左流动，完成一个切换周期，这样周而复始，污水即达到净化的目标2）脱氮除磷处理系统污水交替进入左侧池和中间池，左侧池作为缺氧搅拌反应器，以污水中的有机物为电子供体，将在前一个主体运行阶段的硝态氮通过兼性菌的反硝化作用实现脱氮；然后释放上一阶段运行时沉淀的含磷污泥中的磷中间池曝气运行时，进行去除有机物、硝化及吸收磷；进水并搅拌时，可以进行反硝化脱氮，同时污泥也由左向右推进右侧池进行沉淀，泥水分离，上清液作为处理水溢出，含磷污泥的一部分作为剩余污泥排放在进入第二个主体运行阶段前，污水只进入中间池，使左侧池中尽可能完成硝化反应其后左侧池停止曝气，作为沉淀池然后进入第二个主体运行阶段，污水流动方向由右向左，运行过程相同UNITANK 系统在恒定水位下连续运行，出水采用简单的固定堰而不是滗水器，从单个池子来看具有 SBR 的一些特点，但从整个系统来看已经不属于 SBR 了，与交替运转的三沟式氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法。

UNITANK 工艺相比 SBR 最大优势在于系统能够连续进水连续出水以及容积利用率高而UNITANK 工艺与传统活性污泥相比，最大优势在于省去了污泥回流，3 个池共用池壁，布置紧凑，且占地面积小，基建投资省三个池子之间构成一个串联的形式，弥补了单个反应器完全混合的缺点UNITANK 工艺虽有许多优点，但也有一定的缺陷如当进水量过大时，该工艺的运行管理比较复杂此外，由于该工艺没有一个完全的厌氧区，较难形成生物除磷的理想厌氧状态，除磷效果较差，当出水水质有除磷要求时，应慎重考虑是否选用该工艺5）MSBR 工艺MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)指的是改良式序列间歇活性污泥法，是 20 世纪 80 年代初 C.Q.Yang 等人根据 SBR 技术特点结合 A2/O 工艺，研究开发的一种更为理想的污水处理系统MSBR 采用单池多方格方式，在恒定水位下连续运行，不但无需间断流量，还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门，增加污泥回流系统，无需设置初沉池和二沉池通过中试研究及生产性应用，证明MSBR 法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

MSBR 经过不断改进和发展，目前最新的工艺是第三代工艺，其运行原理如图 3-29 所示：污水进入厌氧池，回流活性污泥中的聚磷菌在此进行充分释磷，然后混合液进入缺氧池进行反硝化反硝化后的污水进入好氧池，有机物被好氧降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的 SBR 池，澄清后上清液排放此时另一边的 SBR 在 1.5Q 回流量的条件下进行反硝化、硝化，或进行静置预沉回流污泥首先进入浓缩池进行浓缩，上清液直接进入好氧池，而浓缩污泥则进入缺氧池这样，一方面可以进行反硝化，另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件在好氧池与缺氧池之间有 1.5Q的回流量，以便进行充分的反硝化由此可以看出，MSBR 是同时进行生物除磷及生物脱氮的污水处理工艺图 3-29 MSBR 系统原理图1— SBR 池；2—污泥浓缩池；3—缺氧池；4—厌氧池；5—缺氧池；6—好氧池；7—SBR 池MSBR 系统实质上是 A2/O 工艺与 SBR 系统串联而成，其具有以下特点①MSBR 系统从连续运行的厌氧单元进水，而不从 SBR 单元进水，将大部分好氧量从 SBR 池转移到连续运行的。