SBR污水處理工藝設計的極限

廣東化工2006年第5期...84www.gdchem.com第33卷總第157期SBR污水處理工藝設計的極限陳旭鵬'，黃亮(1.廣東省水產(chǎn)學(xué)校環(huán)保與食品科，廣東廣州510320;2.廣州市金龍峰環(huán)保設備工程有限公司，廣東廣州510220) .|摘要|隨著(zhù)SBR工藝技術(shù)、附屬專(zhuān)用設備的發(fā)展和--些SBR改進(jìn)型工藝的獨特優(yōu)點(diǎn)的體現，SBR工藝近幾年在我國污水處理工程中大量上馬。本文對SBR工藝設計中的極限進(jìn)行了分析談?wù)?。|關(guān)鍵詞] SBR工藝;污水處理;工藝設計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隨著(zhù)我國環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的污水處理工程每個(gè)處理周期時(shí)間不同，SBR工藝中的CASS、ICEAS 工藝一建設起來(lái)。污水處理工藝中最廣泛應用的活性污泥法中又以氧般按每周期4h設計，目前調研的SBR工藝的污水處理工程中化溝工藝和SBR工藝最為突出，成為中小型污水處理廠(chǎng)的優(yōu)選實(shí)際運行最短周期為3h"。工藝。近些年，隨著(zhù)國外水務(wù)公司對中國水務(wù)的介入和水處理顯然，每個(gè)周期的有效工作時(shí)間(周期時(shí)間一沉淀、潷水、技術(shù)的發(fā)展，SBR工藝以及各種SBR改進(jìn)型工藝紛紛在我國嶄閑置時(shí)間) /周期時(shí)間的比值越大，池容利用率就越高，處理工露頭角，以其工藝靈活運行、占地相對較小等特點(diǎn)同工藝相對程越經(jīng)濟。而沉淀、潷水、閑置時(shí)間- -般是難以?xún)?yōu)化的，因此，較成熟的氧化溝工藝取得了良好的競爭優(yōu)勢。但是SBR工藝的水質(zhì)污染指標值越小越易處理的污水使用SBR工藝越難以體自身特點(diǎn)和目前技術(shù)的發(fā)展水平,使得SBR工藝的一- 些優(yōu)點(diǎn)的現其優(yōu)越性。表1是某4x10*m/d污水處理廠(chǎng)主體工藝技術(shù)經(jīng)體現應用于工程中有一些設計極限。濟的對比表(氧化溝采用Carrousel 表曝型氧化溝，SBR采用CASS工藝),對比各項指標來(lái)分析,該工程使用SBR工藝在工程造價(jià)和占地面積等指標上相對氧化溝工藝均沒(méi)有優(yōu)勢。因此SBR工藝為間歇式運行,每個(gè)周期- -般有以下五個(gè)過(guò)程:對于水質(zhì)相對較低的處理工程，例如，對于我國南方的一- 些市要達到除磷脫氮的目的，- 般在每個(gè)周期適當的階段安排若干不優(yōu)先選擇SBR工藝。當然，考慮到SBR工藝自控水平較高，攪拌過(guò)程。對于每個(gè)運行周期，沉淀、潷水、閑置時(shí)間一般為工藝靈活等特點(diǎn)，我國南方地區應用SBR工藝的污水處理廠(chǎng)還2h，目前調研的工程中最少1.5h, 對于不同水質(zhì)的污水，- -般是很多的。中國煤化工MYHCNMH G|作者簡(jiǎn)介|陳旭鵬(1979-), 男，黑龍江人，助講,廣東省水產(chǎn)學(xué)校教師。.2006年第5期廣東化工第33卷總第157期www.gdchem.com.85.這對調節反應器供氧能力十分有利，不論溶解氧需要多少，向2池深極限曝氣池內供氧多少，曝氣機的動(dòng)力效率幾乎不變。隨時(shí)調節供2.1曝氣設備因素風(fēng)量可以有效地節能。SBR工藝常用的曝氣方式為鼓風(fēng)式曝氣和潛水式曝/氣機曝鼓風(fēng)機通常最大升壓為7000~8000mmH2O,超過(guò)該升壓的氣鼓風(fēng)機對生產(chǎn)技術(shù)要求高，而且設備價(jià)格上有一一個(gè)跳躍，一般在同一個(gè)設置水深、不同的送風(fēng)量，氧的利用率有較明顯設計不選用?？紤]到溫度、氣壓、風(fēng)機本身效率、管路壓損、的變化，送風(fēng)量越小，氧利用率越高，但動(dòng)力效率幾乎相同。曝氣器堵塞等因素，SBR 池設計有效水深不宜大于6m。表1某污水處理廠(chǎng)主體工藝技術(shù)經(jīng)濟比較表序號名稱(chēng)方案一(A2/O 表曝型氧化溝)方案二(SBR工藝)設計規模4x 10'm'/d設計進(jìn)水水質(zhì)CODer s200mg/L BODssl20mg/L SS sl50mgLNH-N S30mg/LTP<4m/LpH值6~9 .設計出水水質(zhì)達到GB18918-2002中的- -級B標準CODr <60mg/LBODss20mg/L ss <20mgLNH~N s30mg/LTPS4mg/LpH值6~9主體工藝設計BOD污泥負荷011kgBOD 3000mg/L 時(shí):沉降速度Vmax=SBR反應器沉淀原理與傳統沉淀池相同，王凱軍等通過(guò)研4.6x10*xC-1.26究和應用發(fā)現沉淀設計限定了工藝的放大規模!1。即SBR生物式中: Vmax活性污泥界面的沉降速度(m/h)池的單格尺寸設計極限取決于反應器沉淀影響因素。SBR 反應水溫C器的尺寸設計宜參照傳統沉淀池中的平流式沉淀池和輻流式沉開(kāi)始沉降時(shí)的MLSS濃度(mg/L)淀池的設計原理和規范要求。這兩種池形結構對于沉淀的性能(3)沉淀時(shí)間T,= (Hx1/m+ε) /Vmax并無(wú)多大差別，但是池形必須遵循- -定的比例關(guān)系，否則會(huì )造式中: H一反應池水深(m)成短流、密度流及異重流等水力現象。1/m-排出比SBR工藝中的CASS、ICEAS 工藝設計經(jīng)常采用連續進(jìn)水間歇活性污泥界面上的最小水深(m)出水的方式，由于進(jìn)水貫穿于整個(gè)運行周期的每個(gè)階段，沉淀活性污泥界面的初期沉降速度(m/h)期進(jìn)水在主反應區底部造成水力紊動(dòng)而影響泥水分離時(shí)間”,TA與污泥的沉降性能及反應池的表面積有關(guān)，由于SBR池體設計尺寸宜按照平流式沉淙油勇求設計。平流式沉淀池大系統污泥沉降性能良好(根據運行經(jīng)驗SVI - -般在100mgL左多為矩形，主要中國煤化工亭留時(shí)間、水平流右)，且為靜止沉淀，沉淀時(shí)間一-般為 1~2h。YHCNM HG(下轉第96頁(yè)).廣東化工2006年第5期. 96.www. gdchem.com第33卷總第157期圖5、圖6可見(jiàn)，1000°C 下固硫后灰渣表面仍可明顯看(1)含鐵灰巖固硫劑以固有的結構使其有效成分宏量或微量到結晶良好的硬石膏片堆積在- -起， 顆粒表面及內部有較大裂元素之間分布均勻，有利于固硫反應及助固硫作用的發(fā)揮，使縫和孔隙，形成形狀清晰的晶狀結構，孔隙連通性好，表面不得各自固有的形態(tài)、性質(zhì)均發(fā)生了變化，對固硫反應產(chǎn)生有利平整、且結構松散，孔隙大而多、呈較分布均勻;固硫灰渣表影響。面硬石膏晶片晶形較好，結晶度高。在1150°C下灰渣表面已發(fā)(2)含鐵灰巖固硫劑固硫產(chǎn)物在低溫段(1000°C以下)與傳生嚴重熔融，已分辨不出硬石膏片是否存在，顆粒與顆粒聯(lián)結統固硫劑相同，主要以硫酸鈣形式存在，在高溫段(1000C以在- -起，說(shuō)明晶相和非晶相發(fā)生混融，分辨不清所含有的晶相上)以更穩定的硫酸鈣復合物的某種形式存在，這種形式有待成分，但整個(gè)表面結構仍不平整，其固硫灰渣表面均勻密布著(zhù)進(jìn)一步確定。許多相互連結的固溶體小顆粒，如碎石狀雜亂堆積在一-起，有(3)于石灰石利用率低，添加-些金屬化合物雖然能提高利于提高煤中可燃成分的燃盡程度和固硫反應。固硫率，但同時(shí)帶來(lái)了易結渣、積灰的隱患，而含鐵灰巖固硫劑得到的固硫灰樣積灰少且不易結渣。3結果與討論鈣能與硫生成穩定的化合物，這種化合物在高溫下不易分參考文獻解的關(guān)鍵在于有熔點(diǎn)較高的硅酸鹽所包覆，以CaO+ Fe2O3+[1]汪碧容燃煤固硫劑及其助劑的研制開(kāi)發(fā)進(jìn)展[小廣東化I,2005,12:46-47.SiO2為組分的固硫劑，有利于硅酸鹽的形成，同時(shí)亦有較高的[2]王雁張超,鄭楚光助劑對Cu0/y-Al2O3 煙氣脫硫活性影響的初步研究[]硫容，有較好的固硫效果。加入灰巖系固硫劑，利用其有效助熱能動(dòng)力工程,2004,19(6): 572-656.劑在形成伊始就具有的均勻分布的特點(diǎn)，在固硫劑煅燒活化的[3]徐奮.AG-2燃煤固硫劑爐內噴鈣催化脫硫技術(shù)的應用[小.廣東化同時(shí)改變了CaO微觀(guān)晶格結構，使硫化速度加快，且高溫下形工,2005,6:46-47.成了更穩定的硫酸鈣復鹽及鈣硅酸鹽，抑制了硫酸鹽的分解速[4]楊立寨等.氧化鐵促進(jìn)石灰中溫煙氣脫硫的機理研究[].工程熱物理學(xué)度，從而使固硫率大大提高。報,2002,23(2): 241-244.(.上接第85頁(yè))行過(guò)程中，要留有一定的閑置時(shí)間， 所以之際處理規模應低于速等，對于類(lèi)似于典型SBR反應器的間歇進(jìn)水池體設計時(shí)也宜此值。從工程實(shí)際看，開(kāi)發(fā)UNITANK工藝并持有該項技術(shù)專(zhuān)參照平流式沉淀池原理，因為在運行周期內沉淀階段的沉淀形利的比利時(shí)Segers公司在我國工程應用中單格生物反應器的直式為靜止沉淀，反應、潷水階段池體沉淀形式接近于平流式沉角邊長(cháng)最大不超過(guò)35m。淀。實(shí)際沉淀時(shí)間等于周期沉淀階段與潷水階段時(shí)間之和，而4結語(yǔ)池形不符合平流式沉淀池參數要求的，實(shí)際沉淀時(shí)間宜按照等于周期中沉淀階段時(shí)間，這樣反應器的一個(gè)周期時(shí)間就需要加(1)在進(jìn)水水質(zhì)比較低的時(shí)候，特別是我國南方的城市污大，導致相應的一.次投資及運行成本增大。對于平流式二沉池水處理工程，SBR 工藝在造價(jià)、運行費用等指標上較氧化溝工長(cháng)深比不易超過(guò)12。而沉淀池的有效水深為2~4m之間,如果藝均難以體現出工藝優(yōu)勢。取最大4m時(shí)，長(cháng)度不宜超過(guò)50m,那么寬度根據長(cháng)度比宜大(2)就曝氣設備和SBR生物池池容利用率考慮，SBR 池于4的要求，寬度不宜大于12m,則SBR單池最大面積約為設計有效水深不宜大于6m;潷水深度不宜大于2m, -般取潷600m2。無(wú)論前面曝氣池采用何種處理模式，其沉淀池表面負荷水深度1.5~ 1.8m。選取在0.6~1.0m2/(m2:h)，則單體沉淀池最大處理規模約為(3)由于SBR反應器受配套設備和沉淀所需池形制約，8000~ 1000m/d采用ICEAS工藝的昆明第三污水處理廠(chǎng)，單格SBR反應器不能建的太大,在遇到較大規模的污水處理廠(chǎng)，ICEAS反應器為平流式沉淀形式。污水廠(chǎng)設計規模15x 10*m/d,只能增加反應器的組數。原則上SBR反應器僅適用于小型污水共有ICEAS反應池16座，每座44mx32mx 5m,設縱向隔墻以處理工程。防水流短路。每池處理水量9000~ 12000m2/d在SBR工藝中UNITANK工藝采用正方形或類(lèi)似正方形沉淀池，其沉淀原理與圓形輻流式沉淀池是一致的。輻流式沉淀[1]王凱軍，賈立敏.城市污水生物處理新技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用[M].北京:化池有效池深與有效水深比宜為6~ 12,同時(shí)考慮到異重流作用,學(xué)工業(yè)出版社，2001. 197-198.輻流式沉淀池最大直徑(或方形池對角線(xiàn)長(cháng))不宜超過(guò)50m。[2]王凱軍，宋英豪，SBR工藝的發(fā)展類(lèi)型及其應用特性[].中國給水排根據這一-數據的計算，并取方形輻流式沉淀池單元處理規模為:水，2002, 18();:中國煤化工1470 ~ 2450m3/h，根據UNITANK 工藝工作過(guò)程，單元[3]楊云龍，陳啟斌MHCNMHG業(yè)用水與廢水，2002,UNITANK反應器的處理規模為35000~ 58000m/d,但實(shí)際運1:第一期，2002，33(2): 1-3.