SBR污水處理裝置運行參數優(yōu)化

第24卷第2期氣象與環(huán)境學(xué)報Vol.24 No.22008年4月JOURNAL OF METEOROLOGY AND ENVIRONMENTApril 2008SBR污水處理裝置運行參數優(yōu)化王曉帆'王鑫2(1.沈陽(yáng)大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng)10044; 2.沈陽(yáng)大學(xué)沈陽(yáng)環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗室,遼寧沈陽(yáng)10044)摘要:以生活污水為供試水樣,通過(guò)討論曝氣時(shí)間、污泥負荷、厭氧好氧時(shí)間分配、pH值等因素對SBR反應器中污水COD去除效果的影響進(jìn)行研究。結果表明:在室溫(20土5)七和進(jìn)水pH值為6.45--7.55條件下,SBR反應器優(yōu)化的運行參數為厭氧150 min、曝氣120 min、沉淀60 min,污泥負荷為0.049- -0.082 kg BODg/kg MLSS,MLSS 3000- -5000 mg*L~'。在此條件下,COD.BOD3、NH- -N.TP和ss的平均去除率分別為85.45% .95.23%、80.25% .95.04%和85.84%，出水水質(zhì)可滿(mǎn)足城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準(GB18918 - 2002)一級A。關(guān)鍵詞:SBR;污水處理裝置;運行參數;生活污水;脫氮除磷中圖分類(lèi)號:X703.3文獻標識碼:A 文章編號 : 1673- 503X(2008)02 - 0042 -042.2實(shí)驗方法1引言供試水樣為實(shí)驗室配制的生活污水,配方見(jiàn)表1。SBR法是序批式活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)。與傳統活潷水器性污泥法相比, SBR法具有工藝簡(jiǎn)單、節省費用、運.行方式靈活、脫氮除磷效果好、耐沖擊負荷高、能有厭氧攪拌器\溢流口效防止污泥膨脹和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)[1-4],因此符氣泵、主體反合當代污水處理所要求的簡(jiǎn)易、高效、節能、靈活、多應器功能的發(fā)展趨勢,符合“三低-一少”技術(shù)要求[5],同時(shí)犀氣頭撐泥口→f t也符合國家“十- -五”環(huán)境保護目標中節能減排的需口口要。目前,SBR在國內外已受到廣泛的關(guān)注,研究熱.，漕水泵原水箱口電控箱點(diǎn)主要集中在SBR工藝和應用范圍研究[4],并在設計和運行管理工作方面積累了一定的經(jīng)驗,但是目圈1 SBR 反應器實(shí)驗裝置前國內尚缺乏可操作性的技術(shù)規范用以指導SBR法活性污泥取自沈陽(yáng)北部污水處理廠(chǎng)曝氣池，經(jīng)培養污水處理設施的建設與運行。為此,本文針對SBR馴化后投 人使用。水質(zhì)分析方法見(jiàn)參考文獻[6]。反應器運行過(guò)程中影響污水處理效果的參數進(jìn)行優(yōu)表1生活污水配方mg:L-1化,以期為SBR法污水處理技術(shù)規范制定、工程設計葡萄糖CaCh KHPO;MgSO4 NHCl FeSQ4酵母膏NHOO3及調試運行提供理論參考和依據。4005030200102實(shí)驗裝置與方法SBR進(jìn)水水質(zhì)如表2所示。2.1實(shí)驗裝置表2 SBR 進(jìn)水水質(zhì)mg*L-1實(shí)驗裝置SBR反應器采用不銹鋼制作,反應器項目范圍長(cháng)x寬x高為800 mmX 400 mmX 400 mm,有效容pH值6.45-7.55積約為100 L。COD,420.85- -450.64如圖1所示,實(shí)驗時(shí),污水由潛水泵提升到SBRBOD5240.32- 255.62主體反應器中,厭氧階段采用機械攪拌,好氧階段采NHg-N17.56- -35.48用底部微孔曝氣供氧。經(jīng)一個(gè)周期反應后,污水經(jīng)TI2.12- -5.84潷水器排走,剩余污泥由排泥口排出。實(shí)驗時(shí)間為45.98- -60.862007年4-6月。中國煤化工收稿日期:2008 -03-27;修訂日期:2008-04-09。IYCNMHG基金項目:遼寧省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗室項目和遼寧省陸地生態(tài)過(guò)程與區域生態(tài)安全重點(diǎn)實(shí)驗室開(kāi)放基金資助。作者簡(jiǎn)介:王曉帆,女, 1985年生,主要從事生活污水處理與資源化技術(shù)研究。通訊作者:王鑫,男,E mail:wx1979@126. com。第2期王曉帆等:SBR污水處理裝置運行參數優(yōu)化實(shí)驗運行方式采用程序控制,依次為:進(jìn)水→厭3結果分析氧→好氧→沉淀-→排水排泥;裝置運行期間進(jìn)水量為100L'h-1 ,進(jìn)氣量為1.0 m2'.h-1。根據文獻確定3.1曝氣時(shí)間對 COD去除效果的影響實(shí)驗運行程序為:進(jìn)水30 min、厭氧60- -180 min、曝曝氣時(shí)間是影響SBR污水處理效果至關(guān)重要的氣120- -240 min、沉淀60 min、排水60 min!7]。在此因素[8]。在厭氧2 h,沉淀1 h,室溫為(20+5)C,進(jìn)運行程序基礎上,針對曝氣時(shí)間、污泥負荷、厭氧一水濃度 穩定的條件下,改變曝氣時(shí)間,分析出水COD好氧時(shí)間段的分配等影響水質(zhì)CD去除效果的因去除效果 ,結果見(jiàn)圖2。素進(jìn)行分析。當MISS為1358 mg*L-1時(shí),在曝氣300 min00「710050000 t8040000十60300 t50 畫(huà)曾| 40號20010I 20100 t206(120 180 240 300 36012018240時(shí)間/ min(1) MLSS=1 358 mg. L"(b) MLSS=3 849 mg* L"-出水COD;圈2曝氣時(shí)間對 出水COD的影響內COD迅速下降,去除率增幅較大。在反應300隨著(zhù)污泥濃度增高,達到5000mg"L1時(shí),出水沉降min時(shí)OOD為101.4 mg'L-',去除率為78.97%，Dor100已滿(mǎn)足污水綜合排放標準(GB8978 - 1996)中的二級標準。但在5 h后,COD降幅趨緩,去除率增幅不50.t80大。而MISS為3849 mg.L~'時(shí),曝氣120 min內，60嘉COD迅速下降，去除率增加較大,高為94.47%,出水已滿(mǎn)足污水綜合排放標準(GB 8978 - 1996)的一40歲級標準,隨后趨于平緩。污泥濃度不同,但污水COD50F- 2(變化趨勢-致,這是由于活性污泥中的微生物吸附和同化水中有機物,產(chǎn)生簡(jiǎn)單小分子物質(zhì)CO2和水，1 00020005 000并且污泥濃度越高,吸附和同化作用越強的緣故。MLSS/(mg* L7)可見(jiàn)，提高反應器內污泥濃度可以縮短曝氣時(shí). 出水COD; ----去除掌間,但是曝氣時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )過(guò)分消耗水中的有機物,影圄3 MISS 濃度對00D去除效果的影響響反硝化脫氮效果。同時(shí),曝氣時(shí)間過(guò)長(cháng)耗能較高性能仍很好,未出現污泥膨脹現象。因此,控制也不可取。因此,在MLSS>3 000 mg"L 1的情況MLSS在3 000- -5 00 mg:L-'為宜。經(jīng)過(guò)實(shí)驗,確下,確定曝氣120 min為最佳。定本實(shí)驗污泥負荷為0.049 -0.082 kg BODs/kg3.2 污泥負荷對COD去處效果的影響MLSS。在厭氧120 min、曝氣120 min、沉淀60 min、室一般來(lái)說(shuō),間活性污泥處理污水時(shí),當要求出水溫為20+5 C、進(jìn)水濃度穩定的條件下,改變污泥濃有機物濃度低時(shí),污泥負荷宜選用低值;當污水易于度考察污泥負荷對COD去除效果的影響，結果見(jiàn)生物降匈因此,污泥負荷是圖3.隨著(zhù)MLSS濃度的增加,出水COD濃度逐漸降- -個(gè)重中國煤化工和污泥的沉降性低,去除率迅速增大。當MLSS大于3 000 mg*L 1能影哌HCNMHG時(shí),出水COD濃度趨于平緩,去除率增幅較小,此時(shí)3.3厭氧一好氧時(shí)間段的分配COD平均小于60 mg'L-1 ,平均去除率為90%。但在室溫為20士5 C ,進(jìn)水濃度穩定, MLSS為44氣象與環(huán)境學(xué)報第24卷3 150 mg*L條件下,考察厭氧- -好氧時(shí)間段的分4結論與討論配對COD去除效果的影響(表3)。以上研究表明,厭氧和好氧時(shí)間段長(cháng)短直接影響污水NH3- -N、TP(1)在室溫為(20+5)C和進(jìn)水pH值為6.45-和COD的去除效果。好氧(或厭氧)時(shí)間固定時(shí),隨7.55條件下,SBR反應器優(yōu)化的運行參數為厭氧著(zhù)厭氧(或好氧)時(shí)間增加,NH3- -N.TP和COD去150min、曝氣120min、沉淀60min,污泥負荷為除率均有所提高;當厭氧150 min、好氧120 min時(shí)，0.049-0.082 kg BOD3/kg MLSS,MLSS為3000一去除率最高,分別為88.64%、97. 19%和91.39%,5 000 mg*L~'。此時(shí)出水水質(zhì)滿(mǎn)足污水綜合排放標準(GB8978-(2)SBR法能有效去除城市生活污水中的有機1996)中的一級標準和城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放物,脫氮除磷效果較好。在優(yōu)化的運行條件下，標準(GB 18918- 2002)- -級A。COD、BOD3、NH-N、TP和ss的平均去除率分別表3厭氧一好氧時(shí)間段分配為85.45%、95.23%、80.25%、95.04%和85. 84%，厭氧/好氧/NH3--N去.TP去除COD去除出水水質(zhì)可滿(mǎn)足城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準hh除率/(%)率/(%)(GB18918 - 2002)- -級A。1.02.082.9680.91 .84.86(3)SBR反應器形狀為長(cháng)方體,在- -定程度上影響反應過(guò)程中曝氣、攪拌的傳質(zhì)過(guò)程,對污水處理效2.02.084.3783.6787.50果具有一定的影響。1.03.085.1986.8889.242.03.89.1396.8490.40 .參考文獻3.03.090.0298.1692.79[1] Zima Kulisiewica B E, Dieza L, Kwalczykb w,et al.2.52.088.6497. 1991.39Biofluid mechanical investigations in sequencing batch re-actor (SBR)[J]. Chemical Engineering Science,2007,63據文獻[9]報道,SBR反應器中進(jìn)水經(jīng)過(guò)40 min(3):599-608.左右的厭氧處理,磷的釋放濃度即達到最高;在厭氧[2] 彭永臻. SBR法的五大優(yōu)點(diǎn)[J].中國給水排水，1993,40--60min時(shí)段內,磷的釋放濃度基本上沒(méi)有太大9(2):29-31.變化。本研究中由于進(jìn)水后維持系統穩定的厭氧環(huán)[3靳君,張聰璐.城市污水地下回灌的試驗研究[].氣象境,因而時(shí)間有所延長(cháng)。與環(huán)境學(xué)報,2007,23(2):54-56.3.4 pH 對COD去除效果的影響污水pH值影響微生物對有機物的降解。pH 值[4] 梁偉,李志東,張洪林， 等. SBR法特性分析及其發(fā)展在6- -8 的范圍內,磷的厭氧釋放比較穩定,pH<6.5趨勢[J].長(cháng)春理工大學(xué)學(xué)報,2006,29(3):96 -98.時(shí),生物除磷效果會(huì )大大降低;pH<7時(shí),硝化速率[5楊健,俞庭康.城鎮污水處理最佳實(shí)用技術(shù)新進(jìn)展[J].明顯降低;當pH<6或pH>9.6時(shí),硝化反應幾乎環(huán)境污染治理技術(shù)與設備,2000,1(5):54-60.停止[10]。本實(shí)驗進(jìn)水pH值為6.45- -7.5, 在運行[6] 國家環(huán)境保護 總局和(水和廢水監測分析方法>編委過(guò)程中,污水的pH基本保持在中性范圍。會(huì ).水和廢水監測分析方法(4版)[M].北京:中國環(huán)3.5優(yōu)化條件下系統連續運行污水處理效果境科學(xué)出版社, 2002:102 - 280.在室溫為(20+5)C、進(jìn)水pH值為6.45-7.55[7] 朱明權,周冰蓮. SBR工藝的設計[J].給水排水, 1998,和以上確定的優(yōu)化運行參數下進(jìn)行連續試驗研究,24(4):19-. 21.見(jiàn)表4。[8] Goronsery M C. Ineritent operation of the extended表4優(yōu)化參數下連續運行污水處理效果aeration process for small systems[J]. Journal of the Wa-項目出水濃度/mg'L~1)平均去除率/( % )ter Pllution Control Federation, 1979, 51 (2):274 -45.6485.45 .287.BOD,8.3S95.23[9]張可方， 張朝升,方茜,等. SBR法處理城市污水的脫NHs-N4.5080.25中國煤化220,171);11T10.4595.04[10]CHCNMH G,水最佳工況研究[].ss8.2585.84山東建筑工程學(xué)院學(xué)報,2005,20(5):24-26.第2期王曉帆等:SBR污水處理裝置運行參數優(yōu)化4Optimization of operation parameters of sequencing batch reactor (SBR)wastewater treatment equipmentWANG Xiao-fan' WANG Xin2(1. Department of Biology and Environment of Shenyang University , Shenyang 110044 ,China;2. Shenyang Key Laboratory of Environmental Engineering,Shenyang 110044 ,China)Abstract: The effects of aeration time, sludge load, distribution of aeration and anaerobic time, and pH value onCOD removal of wastewater in the sequencing batch reactor ( SBR) were discussed by the domestic wastewatersamples. The results show that optimization operation parameters of anaerobic time, aeration time and sedimenta-tion time with SBR are2.5 h,2.0 h and 1.0 h if air temperature is 20士5 C in the room and pH value of inletreaches 6.45- -7.55 ,and the sludge load and the concentration of mixed liquid suspended substance (MLSS) are0.049- 0.082 kg BODs/kg and 3000- -5000 mg. L-I',espectively. Under these optimization conditions, the av-erage removal rates of COD, BODs,NH3- -N,TP and SS are 85.45% ,95.23% ,80.25% ,95 .04% and 85.84% .The water quality of outlet can reach the grade A of“discharge standard of pollutants for municipal wastewatertreatment plan (GB 18918 -2002).Key words:Sequencing batching reactor (SBR);Wastewater treatment equipment;Operation parameters;Domes-tic wastewater;Nitrogen and phosphorus removal中國煤化工MYHCNMHG