【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ）工藝的簡(jiǎn)稱，是德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)賓克（ Bohnke）教授于 70 年代中期開(kāi)創(chuàng)的一種高效而穩(wěn)定的新型污水二段生物處理工藝。自 80 年代開(kāi)始在實(shí)際工程處理中得到應(yīng)用以來(lái)，受到國(guó)內(nèi)外研究者和技術(shù)人員的重視，并已成為近 10 年來(lái)在污水處理領(lǐng)域中發(fā)展較快的城市污水處理工藝。由于該工藝具有一系列獨(dú)特的特征，即 A、 B 兩段各自獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，互不 相混，形成各自獨(dú)立的生物種群，因而其在處理效率、污染物去除種類、運(yùn)行穩(wěn)定性、工程投資及運(yùn)行費(fèi)用等方面均比傳統(tǒng)活性污泥法具有一定的優(yōu)越性。 其主要優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 不設(shè)初沉池，使 A 段成為一個(gè)不斷由外界補(bǔ)充具有高濃度活性微生物的開(kāi)放性系統(tǒng)； （ 2） A 段和 B 段分別在負(fù)荷極為懸殊的情況下運(yùn)行， A 段負(fù)荷率高，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)污水有毒物質(zhì)和 PH 有很大的緩沖作用，中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XIV 從而保證真?zhèn)€系統(tǒng)的穩(wěn)定性； （ 3） 污泥沉降性能好，無(wú)污泥膨脹； （ 4） 運(yùn)行控制靈活， A 段可以以缺氧或者好氧的方式運(yùn)行，并可根據(jù)需要控制 A 段得 BOD5 去除率以達(dá)到有利于 B 段得有效運(yùn)行。 其主要缺點(diǎn)是污泥產(chǎn)量打，需要配套較強(qiáng)的污泥處理系統(tǒng)，這在某些程度上也增加了污泥處理技術(shù)的難度和人力物力消耗；另外， AB 因其技術(shù)上的特點(diǎn)，對(duì)氮磷的去除效果不佳 [26]。 生物接觸氧化法 生物接觸氧化工藝又稱為淹沒(méi)式生物濾池，是于 70 年代初開(kāi)創(chuàng)的高效能生物處理技術(shù)。近幾十年來(lái)，生物接觸氧化技術(shù)在日本、美國(guó)得到了迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于生活污水處理和工業(yè)廢水處理，而且還用與處理地表水的微污染。我國(guó)從70 年代開(kāi)始引進(jìn)生物接觸氧化處理技術(shù)，除用于生活污水外，還應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥、紡織印染、造紙、食品加工 等行業(yè)的工業(yè)廢水處理，并取得了良好的效果。 生物課接觸氧化工藝將生物濾池和火星污泥法有機(jī)結(jié)合起來(lái)，繼承了二者的有點(diǎn)，常用語(yǔ)處理既含有溶解性有機(jī)物又含粒狀有機(jī)物的污水，特別適合于小型污水處理系統(tǒng)和工業(yè)廢水處理。生物接觸氧化技術(shù)的工藝流程，一般可分為三種：一級(jí)處理流程、二級(jí)處理流程和多級(jí)處理流程。與傳統(tǒng)活性污泥法、生物濾池相比，在處理效率、運(yùn)行穩(wěn)定性、工程投資等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì) [27]。 其只要有點(diǎn)是： （ 1） 處理效率高，對(duì)水中有機(jī)負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)； 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XV （ 2） 污泥產(chǎn)量小，不發(fā)生污泥膨脹，無(wú)需污泥回流； （ 3） 反應(yīng)器中微生物濃度高 ，結(jié)構(gòu)緊湊，生物膜適應(yīng)性強(qiáng)，比較容易除去難分解和分解速率慢的物質(zhì)，運(yùn)行穩(wěn)定性好； （ 4） 設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)鎖需要的水力停留時(shí)間短，在處理相同水量的情況下，反應(yīng)器體積小，占地面積少； （ 5） 設(shè)備簡(jiǎn)單易操作，維修方便，運(yùn)行費(fèi)用較低，綜合能耗低； （ 6） 具有污泥濃度較高，泥齡長(zhǎng)的特點(diǎn)，對(duì)一些難降解有機(jī)物有較強(qiáng)的分解能力。 其主要缺點(diǎn)是布水、布?xì)獠灰拙鶆?，填料可能賭賽；此外，造價(jià)略高。 普通生物濾池 生物濾池屬于生物膜法的一種，它最初以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實(shí)踐基礎(chǔ)上，經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來(lái)的人工 生物處理技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，主要行程了三種類型：普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和曝氣生物濾池。 普通生物濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 處理效果良好， BOD5 的去除率可達(dá) 95%以上； （ 2） 運(yùn)行穩(wěn)定，易于管理、節(jié)省能源。 其主要缺點(diǎn)是：占地面積大，不適于處理量大的污水；濾料易賭賽，散發(fā)臭味，滋生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生 [28]。 SBR 工藝 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XVI 該工藝是 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)發(fā)的污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥處理法（ Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process），即在 一個(gè)序批池中通過(guò)時(shí)間序列實(shí)現(xiàn)活性污泥法的空間序列，時(shí)間上依次進(jìn)行充水、沉淀、曝氣、二次沉淀、排水、靜置 (再生 )等過(guò)程。 SBR 是間歇反應(yīng)，由于這項(xiàng)工藝在技術(shù)上具有某些獨(dú)特的優(yōu)越性，在水處理領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用，主要改進(jìn)工藝有： ICEAS、 CASS、CAST、 UNTANK、 MSBR 等。 其主要優(yōu)點(diǎn)是： （ 1） 理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大 、效率高，運(yùn)行效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好； （ 2） 耐沖擊負(fù)荷，能有效抵制水量和有機(jī)污染物的沖擊； （ 3） 運(yùn)行靈活，工藝過(guò)程中的各工序根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，并且可通過(guò)適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧 、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果； （ 4） 處理設(shè)備少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理； （ 5） 反應(yīng)池內(nèi)存在 DO、 BOD5 濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹； （ 6） 工藝流程簡(jiǎn)單，造價(jià)低，也利于擴(kuò)建和改造。 其主要缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，自動(dòng)化要求高，管理復(fù)雜 [29]。 經(jīng)研究對(duì)比， SBR 具有工藝簡(jiǎn)單、 處理效率高、 處理效果穩(wěn)定、 出水水質(zhì)好、耐沖擊負(fù)荷力強(qiáng)、操作靈活、 設(shè)備少構(gòu)造簡(jiǎn)單、能有效控制活性污泥膨脹、造價(jià)低廉、 占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，本課題擬采用 SBR法處理。 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XVII SBR 工藝流程及反應(yīng)機(jī)理 SBR 工藝流程簡(jiǎn)介 序批式 活性污泥法（即 Sequeneing Bateh Aetivated Sludge Proeess） ，是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種間歇運(yùn)行的污水生物處理新技術(shù)，是從充排式 (fillamp。draw)反應(yīng)器發(fā)展而來(lái)，為現(xiàn)行的活性污泥法的 一個(gè)變型。初期受當(dāng)時(shí)自控技術(shù)發(fā)展所限，僅僅用于處理間歇排放 或者農(nóng)村的污水處理。 SBR 的運(yùn)行工藝以間歇操作為特征，按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。 SBR 工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的 一個(gè)運(yùn)行周期包括如 下 5 個(gè)階段 :進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉 淀期、排水排泥期、閑置期。原則上，主體工藝設(shè)備只有一個(gè)間歇反應(yīng)池，與連續(xù)活性污泥法相比，不需要專設(shè)二沉池、污泥回流設(shè)備 。一般情況下，不必設(shè)調(diào)節(jié)池，并可省去初沉池。在一個(gè)運(yùn)行周期中，各個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運(yùn)行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)、及運(yùn)行功能要求等靈活掌握。在單一池內(nèi)，可通 過(guò)創(chuàng)造缺氧和好氧及厭氧交替的環(huán)境，即可完成脫氮除磷過(guò)程。 工藝流程簡(jiǎn)單，管理方便?？稍谏鐓^(qū)、中小城鎮(zhèn)推廣使用。 SBR 工藝雖然是傳統(tǒng)活性污泥法的發(fā)展，其反應(yīng)機(jī)制以及污染物質(zhì)的去除機(jī)理和傳統(tǒng)活性污泥法基 本相同，但運(yùn)行操作不一樣。傳統(tǒng)活性污泥法是在空間上設(shè)置不同設(shè)施進(jìn)行固定地連續(xù)操作，但 SBR 是在單一的反應(yīng)池內(nèi)，在時(shí)間上進(jìn)行各種目的的不同操作。 SBR 的操作是將初沉池的出水引入曝氣池，按照時(shí)間順序進(jìn)行進(jìn)水期 —— 加入中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XVIII 基質(zhì)、反應(yīng)期 —— 基質(zhì)降解、沉淀期 —— 泥水分離、排水（泥）期 —— 排出上清液和待機(jī)閑置期 —— 污泥恢復(fù)活性等 5 個(gè)階段的基本操作。從污水流入開(kāi)始到待機(jī)結(jié)束算做一個(gè)周期，上述過(guò)程完成后進(jìn)入下一個(gè)工作周期。在一個(gè)周期內(nèi)，一切過(guò)程都在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)一次進(jìn)行，這種操作周期周而復(fù)始反復(fù)進(jìn)行，以達(dá)到不斷進(jìn)行污水處理 的目的。 在 SBR 運(yùn)行過(guò)程中，各階段的運(yùn)行時(shí)間、反應(yīng)器混合液體的變化以及運(yùn)行狀態(tài)都可以根據(jù)具體的污水性質(zhì)、出水水質(zhì)、出水質(zhì)量與運(yùn)行剛能要求等靈活變化[3033]。 SBR 反應(yīng)機(jī)理 SBR工藝是以活性污泥為處理主體的生物化學(xué)污水處理技術(shù)。 污水中有機(jī)污染物的生物降解 是其作為活性污泥中微生物的碳源和能源進(jìn)行代謝的過(guò)程 [25l。通過(guò)不斷地給微生物補(bǔ)充食物 (污水中存在的各種有機(jī)物，主要為膠 體狀、溶解狀的有機(jī)物 )，可使微生物數(shù)量不斷增加，而由各種未知組成和成分的易降解物及難降解物混合形成的混合物質(zhì)即污 染物不斷被降解消耗。 SBR具有較好的脫氮功能。進(jìn)水初期，池內(nèi)殘留的游離氧首先消耗，反硝化菌以污水中的有機(jī)碳作為供體，把池內(nèi)殘留的 NO－ N 還原成氮?dú)饣蚬┳陨砗铣煞磻?yīng)需要的有機(jī)氮。另一方面，由于進(jìn)水期活性污泥對(duì)高濃度基質(zhì)的吸附，并以聚物形式貯存起來(lái)，當(dāng)反應(yīng)液中有機(jī)物質(zhì)去除達(dá)到部分硝化后，減少或停止向系統(tǒng)供氧，絮凝體形成菌膠團(tuán)則可將進(jìn)水期吸附貯存的碳源釋放出來(lái)，使兼性反硝化菌進(jìn)行反硝化脫氮。在 SBR 靜沉、排水期間，微生物處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，反硝化菌中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XIX 以內(nèi)源碳作為供體進(jìn)行反硝化脫氮。 生物除磷的反應(yīng)過(guò)程同樣是在 厭氧、好氧條件下進(jìn)行的，積磷菌處于厭氧狀態(tài)，將好氧階段積聚的磷，一部分轉(zhuǎn)化為細(xì)菌自身的合成能量，一部分在產(chǎn)酸菌的作用下轉(zhuǎn)化為磷酸鹽。在好氧階段，積磷菌大量的吸收污水的磷，使污水中的磷轉(zhuǎn)化到污泥中，通過(guò)排泥達(dá)到除磷的目的 [34]。 SBR 工藝流程簡(jiǎn)圖 設(shè)備構(gòu)造 SBR 工藝的主要設(shè)備如下： （ 1） 鼓風(fēng)設(shè)備 SBR 工藝 多采用鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)提供微生物生長(zhǎng)所需空氣。 （ 2） 曝氣裝置 SBR 工藝常用的曝氣設(shè)備為微孔曝氣器，微孔曝氣器可分為固定式和提 升式兩大類。 進(jìn)水 粗格柵間 進(jìn)水泵房 細(xì)格柵間 沉砂池 SBR池 潷水器 消毒池 濃縮池 污泥脫水 污泥外運(yùn) 出水 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XX （ 3） 潷水器 SBR 工藝最根本的特點(diǎn)是單個(gè)反應(yīng)器的排水形式均采用靜止沉淀、集中排水的方式運(yùn)行；為了保證排水時(shí)不會(huì)擾動(dòng)池中各水層，使排出的上清液始終位于最上層，這就要求使用一種能隨水位變化可調(diào)節(jié)的出水堰，又叫潷水器。 潷水器有很多種類型，其組成為收水裝置、排水裝置及傳動(dòng)裝置。 （ 4） 水下推進(jìn)器 水下推進(jìn)器的作用使攪拌和推流，一方面使混合液攪拌均勻；另一方面，在曝氣供氧停止，系統(tǒng)轉(zhuǎn)至兼氧狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，能使池中活性污泥處于懸浮狀態(tài)。 （ 5） 自動(dòng)控制系統(tǒng) SBR 采用自動(dòng)控制技術(shù)， 把用人工操作難于實(shí)現(xiàn)的控制通過(guò)計(jì)算機(jī)、軟 件、儀器設(shè)備的有機(jī)結(jié)合自動(dòng)完成，并創(chuàng)造滿足微生物生存的最佳環(huán)境。 4 構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算 格柵設(shè)計(jì)與計(jì)算 格柵的設(shè)計(jì)主要包括柵室，柵槽的設(shè)計(jì)與計(jì)算，格柵柵條斷面，柵條間隙以及柵渣清除方式的選擇和過(guò)柵水頭損失。 最大設(shè)計(jì)流量： 3m a x 5000 0 . 0 5 8 /2 4 6 0 6 0Q m s????；柵條寬度 ? ；柵條間隙 ? ； 柵前水深 ? ； 過(guò)柵流速 /v m s? ；柵前渠道流速 /ov m s? ；格柵傾角 60o?? ； 取柵渣量 1W 為 3 3 /10mm。設(shè)計(jì)兩組格柵（一用一備）， 計(jì)算草圖 如 圖 所示 。 （ 1）格柵的間隙數(shù) n ： 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XXI max sinQn hbv ?? (式 ) 式中： n —— 柵條間隙數(shù)目； maxQ —— 最大設(shè)計(jì)流量， 3/ms； ? —— 格柵傾角，取 60176。； h —— 柵前水深，取 ； b —— 柵條間隙，取 ； v —— 過(guò)柵流速，取 。 代入數(shù)據(jù)得： 00 .0 5 8 s in 6 0 140 .0 2 0 .6 0 .3n ????? 圖 格柵計(jì)算草圖 （ 2）格柵建筑寬度 B ： ? ?1B S n b n? ? ? ? 2hh 0601H 1hhHB 1B1B中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 XXII （ 式 ） 式中： B —— 柵條的建筑寬度， m； S —— 柵條寬度，取 ； b—— 柵條間隙， m； n—— 柵條間隙數(shù)目。 代入數(shù)據(jù)得： ? ?0 .0 1 1 4 1 0 .0 2 1 4 0 .4 1Bm? ? ? ? ? ? （ 3）進(jìn)水渠道漸寬部分長(zhǎng)度 1l ： 若取進(jìn)水渠道寬 1 ? ， 漸寬部分展開(kāi)角 01 20?? ，此時(shí)進(jìn)水渠道內(nèi)的流速為 /ms 。 11 12BBl tg??? （ 式 ） 代入數(shù)據(jù)得：1 00 .4 1 0 .3 0 .1 3 72 2 0lmtg ??? （ 4）渠道與出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度 2l 12 2ll ? （ 式 ） 代入數(shù)據(jù)得：2 0. 13 7 0. 06 872lm?? （ 5）過(guò)柵水頭損失 1h ： 4 231 s in2Svhkbg????? ? ????? （ 式 ） 中原 **市污水處理 工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書