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摘 要:随着我国经济飞速发展和城市居民生活水平的提高,城市污水的排放不断增加,已成为影响人们健康的重要因素,为了有效解决城市污水处理问题,本文通过对各种污水处理工艺的比较,论证利用sbr法处理城市污水的优势和实用性。
关键词:城市污水;SBR法;
Abstract:This design is a primary design of sewage treatment plant. This design uses SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge process) to treat sanitary waste.
Key words:Sanitary waste ; SBR;
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:
1前言
随着我国社会经济的迅速发展,工业化和城市化水平不断提高,而污水处理设施及建设明显滞后,一些中、小城市的城市污水很大部分没有处理,直接排入江河湖泊,致使我国水环境污染和水质富营养化问题越来越突出,这一问题也已成为制约经济可持续发展的重要因素。
本文通过对污水处理各种工艺的比较,论证利用经典SBR法(序批式活性污泥法)来处理城市污水工艺的优势和实用性。
2.污水处理工艺的比较[1]
2.1 常规活性污泥法
常规活性污泥法在国内外污水处理工程中是历史最长,使用范围最广的一种方法。具有运行效果可靠,出水水质稳定,管理经验丰富的优势。不足之处是对氮磷去除能力差,投资及运行费用偏高。
2.2 A/0系统
AO法是由厌氧(或缺氧)段和好氧段串联的流程。厌氧一好氧流程除了BOD 和SS去除率与常规活性污泥法相当外,还可以去除污水中的磷。由于厌氧也具有去除有机物的功效,其能耗较小,此外还具有改善污泥沉降性能、克服活性污泥沉降的优点。同时它还可以去除污水中的氮,废水先进人缺氧池,在其中进行有机物的初步降解和硝酸盐的反硝化,然后进入好氧池进行有机物的进一步降解和氨氮的硝化。
2.3 传统A2/O法(Anaerobic-Anoxic-Oxic)
传统A2/O工艺即厌氧―缺氧―好氧法,其三个阶段是以空间来划分的,是在具有脱N功能的缺氧―好氧法的基础上发展起来的具有同步脱N除P的工艺。
该工艺在运行时厌氧和缺氧段需轻缓搅拌,以防止污泥沉积,由于生物处理池与二次沉淀池分开建设,占地面积也较大。
2.4传统的SBR工艺(Sequencing Batch Reactor)
传统的SBR工艺是完全间隙式运行,即周期进水、周期排水及周期曝气。
传统SBR工艺脱N除P大致可分为五个阶段:阶段A为进水搅拌,在该阶段聚磷菌进行厌氧放磷;阶段B为曝气阶段,在该阶段除完成BOD5分解外,还进行着硝化和聚磷菌的好氧吸磷;阶段C为停止曝气、混合搅拌阶段,在该阶段内进行反硝化脱氮;阶段D为沉淀排泥阶段,在该阶段内既进行泥水分离,又排放剩余污泥;阶段E为排水阶段。在阶段E后,有的根据水质要求还设有闲置阶段。
2.5氧化沟工艺
氧化沟是活性污泥法的一种变形,它把连续环式反应池作为生化反应器,混合液在其中连续循环流动。随着氧化沟技术的不断发展,氧化沟技术已远远超出最初的实践范围,具有多种多样的工艺参数、功能选择、构筑物形式和操作方式。
2.6 AB法(Adsorption-Biooxidation)
典型AB法由A段的吸附、沉淀与B段的曝气、沉淀组成,两段串联运行。
AB法A段污泥负荷高,污泥产量多,增加了污泥系统的造价,另外AB两段污泥回流系统隔离,增加了一整套污泥回流系统。
2.7 生物滤池
生物滤池是生物膜法的一种,通过污水经过附满微生物的生物滤料而使污水达到净化,生物滤池中常用的有高负荷生物滤池和塔式生物滤池。此法有机负荷较大,占地面积小,但BOD ,去除率低,投资较大。
2.8 生物接触氧化法
生物接触氧化法是界于活性污泥法和生物膜法之间的一种生物处理方法。此法抗冲击负荷能力强,污泥量少,不需污泥回流,具有脱氮除磷功能,易于维护管理,也是一种采用较多的处理工艺。其缺点是布水布气不易均匀,填料可能堵塞。
3.SBR法工艺流程的选择及论证
上面已经提出了一些用于处理城市污水的比较成熟的工艺。在这里选定了两个较为常见的方案作对比和选择。
3.1传统活性污泥法和经典SBR法的比较。
传统活性污泥法利用微生物去除有机物。首先需要微生物将有机物转化成二氧化碳和水以及微生物菌体,反应后需要将微生物保存下来,在适当时间通过排除剩余污泥从系统中除去新增的微生物。连续流工艺是从空间上进行这一过程的,污水首先进入反应池(曝气池),然后进入沉淀池对混合液进行沉淀,与微生物分离后的上清液外排。
而经典SBR法则是通过在时间上的交替实现这一过程,它在流程上只设一个池子,将曝气池和二沉池的功能集中在该池子上,兼行水质水量调节、微生物降解有机物和固液分离等功能[2]。
SBR在时间上的交替运行就是它的工作方式。SBR是按周期运行的,每个周期的循环过程包括进水、反应(曝气)、沉淀、排放和待机等五个工序。从某个进水期开始到下一个进水期开始之前的一段时间称为一个工作周期。
综上所述,选用经典SBR法来处理城市生活污水能够更好的满足污水脱氮除磷,更容易达到排放要求。
3.2 SBR法技术概述
3.2.1 SBR法简述
SBR工艺是Sequencing Batch Reactor的英文缩写,它是序批式活性污泥工艺简称,它是依靠活性污泥微生物的生命活动来净化污水的一种方法,是与活性污泥法运行方式不同的一种方法。传统活性污泥工艺采用连续运行方式,连续进水,连续出水,系统内每个处理单元的处理功能不变。SBR工艺为时序控制运行方式,污水可连续进入处理系统,间歇排出,并且只设一个处理单元,该单元在不同时间发挥不同的作用,污水进入该单元后按时间顺序进行不同功能的处理,最终完成总的处理后排出。
SBR法的运行包括五道工序形成一个周期。根据各工序目的的不同,分为:进水、反应、沉淀、排水和闲置。其最显著的特点是它将反应和沉淀分离两个工序放在同一反应器内进行,扩大了反应器的功能。时间顺序运行的特点,使它的运行十分灵活,可以适应多种复杂操作的需要,还可一池多用。
SBR污水处理技术与传统污水处理技术是不相同的地方。SBR技术采用的是时间分割操作替代空间分割操作,非稳态生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代动态沉淀等。它在运行上实现了有序和间歇操作相结合。
3.2.2 SBR法的工艺流程
SBR法在工程应用上一般由一个池或多池组合,各池间相互交替地按一定顺序和周期运行。SBR法运行一个完整的周期由五个阶段组成,进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期和闲置期。其循环周期和各阶段的时间控制,可根据进水水质和出水要求由自动控制系统自动调节,故运行操作上体现了按序列、间歇的方式[3]。
SBR工艺一个运行周期内的操作过程见图1:
图1SBR一个运行周期的操作过程
在SBR的运行中,每个周期循环过程即进水、反应、沉淀、排放和待机都是可进行控制的。每个过程与特定的反应条件相联系(混合/静止,好氧/厌氧),这些反应条件促进污水物理和化学特性有选择的改变,这些改变使出水得到了完全的处理。
3.2.3 SBR法主要优点
SBR作为先进的活性污泥污水处理系统,与传统的CFS活性污泥水处理系统相比较,具有以下明显的优点:
(1) 理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好。
(2) 运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。
(3) 耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击。
(4) 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活。
(5) 处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理。
(6) 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,能有效控制活性污泥膨胀。
(7) SBR法系统本身适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造。
(8) 脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。
(9) 工艺流程简单、造价低。
(10) 主体设备只有一个序批式间歇反应器,无二沉池、污泥回流系统、调节池、初沉池等,布置紧凑、占地面积小。
上述特点都是传统的CFS活性污泥水处理系统所不具备的。
3.2.4 SBR系统的适用范围
SBR活性污水处理系统法与传统的CFS活性污泥水处理系统相比较,在应用领域方面也有其显著的不同和优势,主要表现在以下几个方面:
(1) 中小城镇生活污水和厂矿企业工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的地方,适合应用SBR法。
(2) 需要较高出水水质的地方。如风景游览区、湖泊和港湾等。使用SBR法,不但可以去除有机物,还使出水脱氮除磷,防止河湖富营养化。
(3) 水资源紧缺的地方。此系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用。
(4) 用地紧张的地方,宜使用此法。
(5) 已建连续流污水处理厂的改造,适合应用此法。
(6) 非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水与分散点源污染废水治理。
4.结论
总之,研究与实践表明,SBR工艺与传统工艺相比较,具有运行控制自动化,操作过程一体化,脱氮除磷程序化等较多的优点,具有极力推广和使用的必要。随着科技的发展,SBR技术必将有更进一步的完善和提高,以有助于污水处理行业的快速发展。这种工艺在中小城市污水处理厂的运行中有着一定的优势,除了处理效率较高,出水水质更加稳定以外,节省成本,还进一步减少了能源的耗费,达到绿色节能的目的。
参考文献
[1] 张统.污水处理工艺及工艺工程方案设计[M].北京:中国建筑工业出版社出版,2OO2.212-250
[2] 王凯军,贾立敏.城市污水生物处理新技术开发于应用[M].化学工业出版社,2001.19-49
[3] 王殿平,许翊华,杜彦武,盂昭辉.SBR的工艺特点分析[J].哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2003(12).677―680.