SBR污水处理工艺设计的极限

广东化工2006年第5期...84www.gdchem.com第33卷总第157期SBR污水处理工艺设计的极限陈旭鹏'，黄亮(1.广东省水产学校环保与食品科，广东广州510320;2.广州市金龙峰环保设备工程有限公司，广东广州510220) .|摘要|随着SBR工艺技术、附属专用设备的发展和--些SBR改进型工艺的独特优点的体现，SBR工艺近几年在我国污水处理工程中大量上马。本文对SBR工艺设计中的极限进行了分析谈论。|关键词] SBR工艺;污水处理;工艺设计Limit of the SBR Sewage Treatment in Process DesignChen Xupeng , Huang Liang(1. Faculty of Environmental Protection and Food , Guangdong Aquaculture School ,Guangzhou 5 10320;2.GuangzhouJinlongfeng Environmental Protection Equipment Company Ltd ,Guangzhou 510220)Abstract: With the development of SBR process technology and groundside special facilities, some unique advantages of SBRmodifed process inform gradually. Lots of sewage treatment projects have adopted SBR process in our country in the last few years. Thepaper has anaysised and discussed the limit of the SBR sewage treatment in process design.Keywords: SBR technics; sewage treatment; process design随着我国环境保护事业的发展，越来越多的污水处理工程每个处理周期时间不同，SBR工艺中的CASS、ICEAS 工艺一建设起来。污水处理工艺中最广泛应用的活性污泥法中又以氧般按每周期4h设计，目前调研的SBR工艺的污水处理工程中化沟工艺和SBR工艺最为突出，成为中小型污水处理厂的优选实际运行最短周期为3h"。工艺。近些年，随着国外水务公司对中国水务的介入和水处理显然，每个周期的有效工作时间(周期时间一沉淀、滗水、技术的发展，SBR工艺以及各种SBR改进型工艺纷纷在我国崭闲置时间) /周期时间的比值越大，池容利用率就越高，处理工露头角，以其工艺灵活运行、占地相对较小等特点同工艺相对程越经济。而沉淀、滗水、闲置时间- -般是难以优化的，因此，较成熟的氧化沟工艺取得了良好的竞争优势。但是SBR工艺的水质污染指标值越小越易处理的污水使用SBR工艺越难以体自身特点和目前技术的发展水平,使得SBR工艺的一- 些优点的现其优越性。表1是某4x10*m/d污水处理厂主体工艺技术经体现应用于工程中有一些设计极限。济的对比表(氧化沟采用Carrousel 表曝型氧化沟，SBR采用CASS工艺),对比各项指标来分析,该工程使用SBR工艺在工程造价和占地面积等指标上相对氧化沟工艺均没有优势。因此SBR工艺为间歇式运行,每个周期- -般有以下五个过程:对于水质相对较低的处理工程，例如，对于我国南方的一- 些市要达到除磷脱氮的目的，- 般在每个周期适当的阶段安排若干不优先选择SBR工艺。当然，考虑到SBR工艺自控水平较高，搅拌过程。对于每个运行周期，沉淀、滗水、闲置时间一般为工艺灵活等特点，我国南方地区应用SBR工艺的污水处理厂还2h，目前调研的工程中最少1.5h, 对于不同水质的污水，- -般是很多的。中国煤化工MYHCNMH G|作者简介|陈旭鹏(1979-), 男，黑龙江人，助讲,广东省水产学校教师。.2006年第5期广东化工第33卷总第157期www.gdchem.com.85.这对调节反应器供氧能力十分有利，不论溶解氧需要多少，向2池深极限曝气池内供氧多少，曝气机的动力效率几乎不变。随时调节供2.1曝气设备因素风量可以有效地节能。SBR工艺常用的曝气方式为鼓风式曝气和潜水式曝/气机曝鼓风机通常最大升压为7000~8000mmH2O,超过该升压的气鼓风机对生产技术要求高，而且设备价格上有一一个跳跃，一般在同一个设置水深、不同的送风量，氧的利用率有较明显设计不选用。考虑到温度、气压、风机本身效率、管路压损、的变化，送风量越小，氧利用率越高，但动力效率几乎相同。曝气器堵塞等因素，SBR 池设计有效水深不宜大于6m。表1某污水处理厂主体工艺技术经济比较表序号名称方案一(A2/O 表曝型氧化沟)方案二(SBR工艺)设计规模4x 10'm'/d设计进水水质CODer s200mg/L BODssl20mg/L SS sl50mgLNH-N S30mg/LTP<4m/LpH值6~9 .设计出水水质达到GB18918-2002中的- -级B标准CODr <60mg/LBODss20mg/L ss <20mgLNH~N s30mg/LTPS4mg/LpH值6~9主体工艺设计BOD污泥负荷011kgBOD 3000mg/L 时:沉降速度Vmax=SBR反应器沉淀原理与传统沉淀池相同，王凯军等通过研4.6x10*xC-1.26究和应用发现沉淀设计限定了工艺的放大规模!1。即SBR生物式中: Vmax活性污泥界面的沉降速度(m/h)池的单格尺寸设计极限取决于反应器沉淀影响因素。SBR 反应水温C器的尺寸设计宜参照传统沉淀池中的平流式沉淀池和辐流式沉开始沉降时的MLSS浓度(mg/L)淀池的设计原理和规范要求。这两种池形结构对于沉淀的性能(3)沉淀时间T,= (Hx1/m+ε) /Vmax并无多大差别，但是池形必须遵循- -定的比例关系，否则会造式中: H一反应池水深(m)成短流、密度流及异重流等水力现象。1/m-排出比SBR工艺中的CASS、ICEAS 工艺设计经常采用连续进水间歇活性污泥界面上的最小水深(m)出水的方式，由于进水贯穿于整个运行周期的每个阶段，沉淀活性污泥界面的初期沉降速度(m/h)期进水在主反应区底部造成水力紊动而影响泥水分离时间”,TA与污泥的沉降性能及反应池的表面积有关，由于SBR池体设计尺寸宜按照平流式沉淙油勇求设计。平流式沉淀池大系统污泥沉降性能良好(根据运行经验SVI - -般在100mgL左多为矩形，主要中国煤化工亭留时间、水平流右)，且为静止沉淀，沉淀时间一-般为 1~2h。YHCNM HG(下转第96页).广东化工2006年第5期. 96.www. gdchem.com第33卷总第157期图5、图6可见，1000°C 下固硫后灰渣表面仍可明显看(1)含铁灰岩固硫剂以固有的结构使其有效成分宏量或微量到结晶良好的硬石膏片堆积在- -起， 颗粒表面及内部有较大裂元素之间分布均匀，有利于固硫反应及助固硫作用的发挥，使缝和孔隙，形成形状清晰的晶状结构，孔隙连通性好，表面不得各自固有的形态、性质均发生了变化，对固硫反应产生有利平整、且结构松散，孔隙大而多、呈较分布均匀;固硫灰渣表影响。面硬石膏晶片晶形较好，结晶度高。在1150°C下灰渣表面已发(2)含铁灰岩固硫剂固硫产物在低温段(1000°C以下)与传生严重熔融，已分辨不出硬石膏片是否存在，颗粒与颗粒联结统固硫剂相同，主要以硫酸钙形式存在，在高温段(1000C以在- -起，说明晶相和非晶相发生混融，分辨不清所含有的晶相上)以更稳定的硫酸钙复合物的某种形式存在，这种形式有待成分，但整个表面结构仍不平整，其固硫灰渣表面均匀密布着进一步确定。许多相互连结的固溶体小颗粒，如碎石状杂乱堆积在一-起，有(3)于石灰石利用率低，添加-些金属化合物虽然能提高利于提高煤中可燃成分的燃尽程度和固硫反应。固硫率，但同时带来了易结渣、积灰的隐患，而含铁灰岩固硫剂得到的固硫灰样积灰少且不易结渣。3结果与讨论钙能与硫生成稳定的化合物，这种化合物在高温下不易分参考文献解的关键在于有熔点较高的硅酸盐所包覆，以CaO+ Fe2O3+[1]汪碧容燃煤固硫剂及其助剂的研制开发进展[小广东化I,2005,12:46-47.SiO2为组分的固硫剂，有利于硅酸盐的形成，同时亦有较高的[2]王雁张超,郑楚光助剂对Cu0/y-Al2O3 烟气脱硫活性影响的初步研究[]硫容，有较好的固硫效果。加入灰岩系固硫剂，利用其有效助热能动力工程,2004,19(6): 572-656.剂在形成伊始就具有的均匀分布的特点，在固硫剂煅烧活化的[3]徐奋.AG-2燃煤固硫剂炉内喷钙催化脱硫技术的应用[小.广东化同时改变了CaO微观晶格结构，使硫化速度加快，且高温下形工,2005,6:46-47.成了更稳定的硫酸钙复盐及钙硅酸盐，抑制了硫酸盐的分解速[4]杨立寨等.氧化铁促进石灰中温烟气脱硫的机理研究[].工程热物理学度，从而使固硫率大大提高。报,2002,23(2): 241-244.(.上接第85页)行过程中，要留有一定的闲置时间， 所以之际处理规模应低于速等，对于类似于典型SBR反应器的间歇进水池体设计时也宜此值。从工程实际看，开发UNITANK工艺并持有该项技术专参照平流式沉淀池原理，因为在运行周期内沉淀阶段的沉淀形利的比利时Segers公司在我国工程应用中单格生物反应器的直式为静止沉淀，反应、滗水阶段池体沉淀形式接近于平流式沉角边长最大不超过35m。淀。实际沉淀时间等于周期沉淀阶段与滗水阶段时间之和，而4结语池形不符合平流式沉淀池参数要求的，实际沉淀时间宜按照等于周期中沉淀阶段时间，这样反应器的一个周期时间就需要加(1)在进水水质比较低的时候，特别是我国南方的城市污大，导致相应的一.次投资及运行成本增大。对于平流式二沉池水处理工程，SBR 工艺在造价、运行费用等指标上较氧化沟工长深比不易超过12。而沉淀池的有效水深为2~4m之间,如果艺均难以体现出工艺优势。取最大4m时，长度不宜超过50m,那么宽度根据长度比宜大(2)就曝气设备和SBR生物池池容利用率考虑，SBR 池于4的要求，宽度不宜大于12m,则SBR单池最大面积约为设计有效水深不宜大于6m;滗水深度不宜大于2m, -般取滗600m2。无论前面曝气池采用何种处理模式，其沉淀池表面负荷水深度1.5~ 1.8m。选取在0.6~1.0m2/(m2:h)，则单体沉淀池最大处理规模约为(3)由于SBR反应器受配套设备和沉淀所需池形制约，8000~ 1000m/d采用ICEAS工艺的昆明第三污水处理厂，单格SBR反应器不能建的太大,在遇到较大规模的污水处理厂，ICEAS反应器为平流式沉淀形式。污水厂设计规模15x 10*m/d,只能增加反应器的组数。原则上SBR反应器仅适用于小型污水共有ICEAS反应池16座，每座44mx32mx 5m,设纵向隔墙以处理工程。防水流短路。每池处理水量9000~ 12000m2/d在SBR工艺中UNITANK工艺采用正方形或类似正方形沉淀池，其沉淀原理与圆形辐流式沉淀池是一致的。辐流式沉淀[1]王凯军，贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化池有效池深与有效水深比宜为6~ 12,同时考虑到异重流作用,学工业出版社，2001. 197-198.辐流式沉淀池最大直径(或方形池对角线长)不宜超过50m。[2]王凯军，宋英豪，SBR工艺的发展类型及其应用特性[].中国给水排根据这一-数据的计算，并取方形辐流式沉淀池单元处理规模为:水，2002, 18();:中国煤化工1470 ~ 2450m3/h，根据UNITANK 工艺工作过程，单元[3]杨云龙，陈启斌MHCNMHG业用水与废水，2002,UNITANK反应器的处理规模为35000~ 58000m/d,但实际运1:第一期，2002，33(2): 1-3.