在反应池中设置简易的污泥浓缩槽,能够获得2~3%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池,易流入较多的杂物,污泥泵应采用不易堵塞的泵型。
SBR设计主要参数
序批式活性污泥法的设计参数,必须考虑处理厂的地域特性和设计条件(用地面积、维护管理、处理水质指标等)适当的确定。
用于设施设计的设计参数应以下值为准:
项 目 参 数BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ss?d) 0.03~0.4 MLSS(mg/l) 1500~5000排出比(1/m) 1/2~1/6安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上
序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同而从低负荷(相当于氧化沟法)到高负荷(相当于标准活性污泥法)的范围内都可以运行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS负荷,由于将曝气时间作为反应时间来考虑,定义公式如下:
QS:污水进水量(m3/d)
CS:进水的平均BOD5(mg/l)
CA:曝气池内混合液平均MLSS浓度(mg/l)
V:曝气池容积e:曝气时间比 e=n?TA/24 n:周期数 TA:一个周期的曝气时间
序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内,反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来决定,此外,在序批式活性污泥法中,因池内容易保持较好的MLSS浓度,所以通过MLSS浓度的变化,也可调节有机物负荷。进一步说,由于曝气时间容易调节,故通过改变曝气时间,也可调节有机物负荷。
在脱氮和脱硫为对象时,除了有机物负荷之外,还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。
在用地面积受限制的设施中,适宜于高负荷运行,进水流量小负荷变化大的小规模设施中,最好是低负荷运行。因此,有效的方式是在投产初期按低负荷运行,而随着水量的增加,也可按高负荷运行。
不同负荷条件下的特征有机物负荷条件(进水条件) 高负荷运行 低负荷运行间歇进水 间歇进水、连续运行条件 BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ss?d) 0.1~0.4 0.03~0.1周期数 大(3~4) 小(2~3)
排出比 大 小处理特性 有机物去除 处理水BOD<20mg/l 去除率比较高脱氮 较低 高脱磷 高 较低污泥产量 多 少维护管理 抗负荷变化性能比低负荷差 对负荷变化的适应性强,运行的灵活性强用地面积 反应池容积小,省地 反应池容积较大适用范围 能有效地处理中等规模以上的污水,适用于处理规模约为2000m3/d以上的设施 适用于小型污水处理厂,处理规模约为2000m3/d以下,适用于不需要脱氮的设施
SBR设计需特别注意的问题
(一)主要设施与设备
1、设施的组成
本法原则上不设初次沉淀池,本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中为适应流量的变化,反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等方法。但是,对于游览地等流量变化很大的场合,应根据维护管理和经济条件,研究流量调节池的设置。
2、反应池
反应池的形式为完全混合型,反应池十分紧凑,占地很少。形状以矩形为准,池宽与池长之比大约为1:1~1:2,水深4~6米。
反应池水深过深,基于以下理由是不经济的:①如果反应池的水深大,排出水的深度相应增大,则固液分离所需的沉淀时间就会增加。②专用的上清液排出装置受到结构上的限制,上清液排出水的深度不能过深。
反应池水深过浅,基于以下理由是不希望的:①在排水期间,由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制,上清液排出的深度不能过深。②与其他相同BOD-SS负荷的处理方式相比,其优点是用地面积较少。
反应池的数量,考虑清洗和检修等情况,原则上设2个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时,也可建一个池。
3、排水装置
排水系统是SBR处理工艺设计的重要内容,也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前,国内外报道的SBR排水装置大致可归纳为以下几种:⑴潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥;⑵池端(侧)多点固定阀门排水,由上自下开启阀门。缺点操作不方便,排水容易带泥;⑶专用设备滗水器。滗水器是是一种能随水位变化而调节的出水堰,排水口淹没在水面下一定深度,可防止浮渣进入。理想的排水装置应满足以下几个条件:①单位时间内出水量大,流速小,不会使沉淀污泥重新翻起;②集水口随水位下降,排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态;③排水设备坚固耐用且排水量可无级调控,自动化程度高。
在设定一个周期的排水时间时,必须注意以下项目:
①上清液排出装置的溢流负荷——确定需要的设备数量;
②活性污泥界面上的最小水深——主要是为了防止污泥上浮,由上清液排出装置和溢流负荷确定,性能方面,水深要尽可能小;
③随着上清液排出装置的溢流负荷的增加,单位时间的处理水排出量增大,可缩短排水时间,相应的后续处理构筑物容量须扩大;
④ 在排水期,沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候,从沉淀工序的中期就开始排水符合SBR法的运行原理。
SBR工艺的需氧与供氧
SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似,推流式曝气池是空间(长度)上的推流,而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的,在反应初期,池内有机物浓度较高,如果供氧速率小于耗氧速率,则混合液中的溶解氧为零,对单一的微生物而言,氧气的得到可能是间断的,供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入,有机物浓度降低,供氧速率开始大于耗氧速率,溶解氧开始出现,微生物开始可以得到充足的氧气供应,有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看,在反应初期SBR反应池保持充足的供氧,可以提高有机物的降解速度,随着溶解氧的出现,逐渐减少供氧量,可以节约运行费用,缩短反应时间。SBR反应池通过曝气系统的设计,采用渐减曝气更经济、合理一些。
SBR工艺排出比(1/m)的选择
SBR工艺排出比(1/m)的大小决定了SBR工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小,初始有机物浓度低,反之则高。根据微生物降解有机物的规律,当有机物浓度高时,有机物降解速率大,曝气时间可以减少。但是,当有机物浓度高时,耗氧速率也大,供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外,不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好,沉淀后上清液就多,宜选用较小的排出比,反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有关。
SBR反应池混合液污泥浓度
根据活性污泥法的基本原理,混合液污泥浓度的大小决定了生化反应器容积的大小。SBR工艺也同样如此,当混合液污泥浓度高时,所需曝气反应时间就短,SBR反应池池容就小,反之SBR反应池池容则大。但是,当混合液污泥浓度高时,生化反应初期耗氧速率增大,供氧与耗氧的矛盾更大。此外,池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要的沉淀时间长,反之则短。当污泥的沉降性能好,排出比小,有机物浓度低,供氧速率高,可以选用较大的数值,反之则宜选用较小的数值。SBR工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。
关于污泥负荷率的选择
污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数,污泥负荷率的大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时,污泥负荷率宜选用低值;当废水易于生物降解时,污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废水的可生化性以及要求的出水水质来确定。
SBR工艺与调节、水解酸化工艺的结合
SBR工艺采用间歇进水、间歇排水,SBR反应池有一定的调节功能,可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计,自动控制方式的设计,闲置期时间的选择,可以将SBR工艺与调节、水解酸化工艺结合起来,使三者合建在一起,从而节约投资与运行管理费用。
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