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(shè)計(jì)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(shè)備工程有限公司，廣東廣州510220) .|摘要|隨著SBR工藝技術(shù)、附屬專(zhuān)用設(shè)備的發(fā)展和--些SBR改進(jìn)型工藝的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的體現(xiàn)，SBR工藝近幾年在我國(guó)污水處理工程中大量上馬。本文對(duì)SBR工藝設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)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(shè)起來(lái)。污水處理工藝中最廣泛應(yīng)用的活性污泥法中又以氧般按每周期4h設(shè)計(jì)，目前調(diào)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的優(yōu)選實(shí)際運(yùn)行最短周期為3h"。工藝。近些年，隨著國(guó)外水務(wù)公司對(duì)中國(guó)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(guó)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(yùn)行、占地相對(duì)較小等特點(diǎn)同工藝相對(duì)程越經(jīng)濟(jì)。而沉淀、潷水、閑置時(shí)間- -般是難以優(yōu)化的，因此，較成熟的氧化溝工藝取得了良好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是SBR工藝的水質(zhì)污染指標(biāo)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(xiàn)其優(yōu)越性。表1是某4x10*m/d污水處理廠主體工藝技術(shù)經(jīng)體現(xiàn)應(yīng)用于工程中有一些設(shè)計(jì)極限。濟(jì)的對(duì)比表(氧化溝采用Carrousel 表曝型氧化溝，SBR采用CASS工藝),對(duì)比各項(xiàng)指標(biāo)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(biāo)上相對(duì)氧化溝工藝均沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。因此SBR工藝為間歇式運(yùn)行,每個(gè)周期- -般有以下五個(gè)過(guò)程:對(duì)于水質(zhì)相對(duì)較低的處理工程，例如，對(duì)于我國(guó)南方的一- 些市要達(dá)到除磷脫氮的目的，- 般在每個(gè)周期適當(dāng)?shù)碾A段安排若干不優(yōu)先選擇SBR工藝。當(dāng)然，考慮到SBR工藝自控水平較高，攪拌過(guò)程。對(duì)于每個(gè)運(yùn)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(guó)南方地區(qū)應(yīng)用SBR工藝的污水處理廠還2h，目前調(diào)研的工程中最少1.5h, 對(duì)于不同水質(zhì)的污水，- -般是很多的。中國(guó)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(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)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(nèi)供氧多少，曝氣機(jī)的動(dòng)力效率幾乎不變。隨時(shí)調(diào)節(jié)供2.1曝氣設(shè)備因素風(fēng)量可以有效地節(jié)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(jī)曝鼓風(fēng)機(jī)通常最大升壓為7000~8000mmH2O,超過(guò)該升壓的氣鼓風(fēng)機(jī)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)要求高，而且設(shè)備價(jià)格上有一一個(gè)跳躍，一般在同一個(gè)設(shè)置水深、不同的送風(fēng)量，氧的利用率有較明顯設(shè)計(jì)不選用?？紤]到溫度、氣壓、風(fēng)機(jī)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(shè)計(jì)有效水深不宜大于6m。表1某污水處理廠主體工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表序號(hào)名稱(chēng)方案一(A2/O 表曝型氧化溝)方案二(SBR工藝)設(shè)計(jì)規(guī)模4x 10'm'/d設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)CODer s200mg/L BODssl20mg/L SS sl50mgLNH-N S30mg/LTP<4m/LpH值6~9 .設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到GB18918-2002中的- -級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)CODr <60mg/LBODss20mg/L ss <20mgLNH~N s30mg/LTPS4mg/LpH值6~9主體工藝設(shè)計(jì)BOD污泥負(fù)荷011kgBOD 3000mg/L 時(shí):沉降速度Vmax=SBR反應(yīng)器沉淀原理與傳統(tǒng)沉淀池相同，王凱軍等通過(guò)研4.6x10*xC-1.26究和應(yīng)用發(fā)現(xiàn)沉淀設(shè)計(jì)限定了工藝的放大規(guī)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(shè)計(jì)極限取決于反應(yīng)器沉淀影響因素。SBR 反應(yīng)水溫C器的尺寸設(shè)計(jì)宜參照傳統(tǒng)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(shè)計(jì)原理和規(guī)范要求。這兩種池形結(jié)構(gòu)對(duì)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(yīng)池水深(m)成短流、密度流及異重流等水力現(xiàn)象。1/m-排出比SBR工藝中的CASS、ICEAS 工藝設(shè)計(jì)經(jīng)常采用連續(xù)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(yùn)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(yīng)區(qū)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(yīng)池的表面積有關(guān)，由于SBR池體設(shè)計(jì)尺寸宜按照平流式沉淙油勇求設(shè)計(jì)。平流式沉淀池大系統(tǒng)污泥沉降性能良好(根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)SVI - -般在100mgL左多為矩形，主要中國(guó)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(zhuǎn)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?guī)r固硫劑以固有的結(jié)構(gòu)使其有效成分宏量或微量到結(jié)晶良好的硬石膏片堆積在- -起， 顆粒表面及內(nèi)部有較大裂元素之間分布均勻，有利于固硫反應(yīng)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(jié)構(gòu)，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(duì)固硫反應(yīng)產(chǎn)生有利平整、且結(jié)構(gòu)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(jié)晶度高。在1150°C下灰渣表面已發(fā)(2)含鐵灰?guī)r固硫劑固硫產(chǎn)物在低溫段(1000°C以下)與傳生嚴(yán)重熔融，已分辨不出硬石膏片是否存在，顆粒與顆粒聯(lián)結(jié)統(tǒng)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(wěn)定的硫酸鈣復(fù)合物的某種形式存在，這種形式有待成分，但整個(gè)表面結(jié)構(gòu)仍不平整，其固硫灰渣表面均勻密布著進(jìn)一步確定。許多相互連結(jié)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(yīng)。固硫率，但同時(shí)帶來(lái)了易結(jié)渣、積灰的隱患，而含鐵灰?guī)r固硫劑得到的固硫灰樣積灰少且不易結(jié)渣。3結(jié)果與討論鈣能與硫生成穩(wěn)定的化合物，這種化合物在高溫下不易分參考文獻(xiàn)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(duì)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?guī)r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(nèi)噴鈣催化脫硫技術(shù)的應(yīng)用[小.廣東化同時(shí)改變了CaO微觀晶格結(jié)構(gòu)，使硫化速度加快，且高溫下形工,2005,6:46-47.成了更穩(wěn)定的硫酸鈣復(fù)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?zé)煔饷摿虻臋C(jī)理研究[].工程熱物理學(xué)度，從而使固硫率大大提高。報(bào),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(guī)模應(yīng)低于速等，對(duì)于類(lèi)似于典型SBR反應(yīng)器的間歇進(jìn)水池體設(shè)計(jì)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(xiàng)技術(shù)專(zhuān)參照平流式沉淀池原理，因?yàn)樵谶\(yùn)行周期內(nèi)沉淀階段的沉淀形利的比利時(shí)Segers公司在我國(guó)工程應(yīng)用中單格生物反應(yīng)器的直式為靜止沉淀，反應(yīng)、潷水階段池體沉淀形式接近于平流式沉角邊長(zhǎng)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(jié)語(yǔ)池形不符合平流式沉淀池參數(shù)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(yīng)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(guó)南方的城市污大，導(dǎo)致相應(yīng)的一.次投資及運(yùn)行成本增大。對(duì)于平流式二沉池水處理工程，SBR 工藝在造價(jià)、運(yùn)行費(fèi)用等指標(biāo)上較氧化溝工長(zhǎng)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(xiàn)出工藝優(yōu)勢(shì)。取最大4m時(shí)，長(zhǎng)度不宜超過(guò)50m,那么寬度根據(jù)長(zhǎng)度比宜大(2)就曝氣設(shè)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(shè)計(jì)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(fù)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(guī)模約為(3)由于SBR反應(yīng)器受配套設(shè)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，單格SBR反應(yīng)器不能建的太大,在遇到較大規(guī)模的污水處理廠，ICEAS反應(yīng)器為平流式沉淀形式。污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模15x 10*m/d,只能增加反應(yīng)器的組數(shù)。原則上SBR反應(yīng)器僅適用于小型污水共有ICEAS反應(yīng)池16座，每座44mx32mx 5m,設(shè)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(yīng)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(duì)角線長(zhǎng))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(yīng)用特性[].中國(guó)給水排根據(jù)這一-數(shù)據(jù)的計(jì)算，并取方形輻流式沉淀池單元處理規(guī)模為:水，2002, 18();:中國(guó)煤化工1470 ~ 2450m3/h，根據(jù)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(yīng)器的處理規(guī)模為35000~ 58000m/d,但實(shí)際運(yùn)1:第一期，2002，33(2): 1-3.