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SBR案例

发布人:佳昱环境     发布时间:2011-12-10    浏览次数:3198

 

一、概述

SBR(序批式活性污泥法)工艺早在1914年即已开发,但由于当时监测手段落后,并没有得到推广应用。1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究,并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。此后随着计算机监控技术、各种新型不堵塞曝气器和软件技术的出现,同时也由于开发了在线溶解氧测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表,污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化,加之SBR具有均化水质、工艺简单,处理效果稳定,耐冲击负荷力强,出水质好,操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。以澳大利亚为例,近10多年来建成采用SBR工艺的污水处理厂就达近600座之多。

二、设计

2.1设计任务和依据

2.1.1设计任务

远期处理规模8000m3/d,近期处理1000 m3/d。本处理工程设计规模为两套污水处理系统合建在一起,可以分别单独运行,每套处理规模500 m3/d。

1.1.2设计依据

(1)《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》

(2)《污水综合排放标准GB8978-1996》

(3)建设部标准《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)

(4)《城市污水再生利用分类》(GB/T18919-2002)

(5)《城市污水再生利用 生活杂用水水质标准》(GB/T18920-2002)

(6)《建筑给水排水设计手册》

(7)国家和地方相关的设计规范法令和标准图集

(8)由建设单位提供的技术资料、有关数据

 

1.2设计要求

1.2.1污水处理厂设计原则

(1)污水厂的设计和其他工程设计一样,应符合适用的要求,首先必须确保污水厂处理后达到排放要求。考虑现实的经济和技术条件,以及当地的具体情况(如施工条件)。在可能的基础上,选择的处理工艺流程、构(建)筑物形式、主要设备设计标准和数据等。

(2)污水处理厂采用的各项设计参数必须可靠。设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件,如水质水量资料、同类工程资料。按照工程的处理要求,全面地分析各种因素,选择好各项设计数据,在设计中一定要遵守现行的设计规范,保证必要的安全系数。对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。

(3)污水处理厂(站)设计必须符合经济的要求。污水处理工程方案设计完成后,

(4)污水厂设计应当力求技术合理。在经济合理的原则下,必须根据需要,尽可能采用先进的工艺、机械和自控技术,但要确保安全可靠。

(5)污水厂设计必须注意近远期的结合,不宜分期建设的部分,如配水井、泵房及加药间等,其土建部分应一次建成;在无远期规划的情况下,设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。

(6)污水厂设计必须考虑安全运行的条件,如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。

(7)污水厂的设计在经济条件允许情况下,场内布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注意美观和绿化。

1.2.2污水处理工程运行过程中应遵循的原则

在保证污水处理效果同时,正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系,合理安排水资源的综合利用,节约用地,节约劳动力,考虑污水处理厂的发展前景,尽量采用处理效果好的先进工艺,同时合理设计、合理布局,作到技术可行、经济合理。

1.2.3设计要求

 

项目进水水质(mg/l)

出水水质(mg/l)

COD

400

≤60

BOD

220

≤20

SS

200

≤20

pH

6-9

6-9

 

三、工艺比较分析

    下面对SBR工艺与生物接触氧化法工艺进行比较。

(1)生物接触氧化法

生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,形成生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜将随出水流出池外。
    生物接触氧化法具有以下特点:
    1、由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
    2、由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
    3、剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;

(2)SBR工艺

由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组,各池工作状态轮流变换运行,单池由撇水器间歇出水,故又称为序批式活性污泥法。

该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布,形成一体化的集约构筑物,并利于实现紧凑的模块布置,最大的优点是节省占地。另外,可以减少污泥回流量,有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水,静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。

SBR工艺的优点
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,有效控制活性污泥膨胀。
7、SBR法系统本身也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。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、初沉池也可省略,布置紧凑、占地面积省。

但是,SBR工艺也有一些缺点。它对自动化控制要求很高,并需要大量的电控阀门和机撇水器,稍有故障将不能运行,一般必须引进全套进口设备。由于一池有多种功能,相关设备不得已而闲置,曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外,由于撇水深度通常有1.2~2米,出水的水位必须按最低撇水水位设计,故总的水力高程较一般工艺要高1米左右,能耗将有所提高。

SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。所以选用SBR工艺。

四、主要构筑物设计

4.1 格栅

4.1.1设计说明

格栅一般斜置在进水泵站之前,主要对水泵起保护作用,截去生活水中较大的悬浮物,它本身的水流阻力并不大,水头损失只有几厘米,阻力主要产生于筛余物堵塞栅条,一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。

4.1.2 格栅设备

机械格栅:    栅条间距10mm。

规    格:    BLQ-1000

数     量:   1座

4.2 集水池

用于调节水量、均和水质。

规格尺寸:      7.0× 6.0×4.0m,    

潜污泵4台:   1用1备(每格两台)

泵型号:       WQ30-16-3

规  格:       Q=30m3/h   H=16m   N=3Kw

结构类型:      地下钢筋砼

数   量:       1座,分成两格

4.3 SBR反应池

4.3.1设计说明

SBR工艺一个运行周内的基本操作过程

进水期          反应期         沉淀期        排水排泥期        闲置期

曝气/不曝气         曝气       静置,不曝气     排水、排泥       污泥活化

进水

曝气

设计方法有两种:负荷设计法和动力设计法,本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证,SBR法具有比其他好氧处理法效果好,占地面积小,投资省的特点,因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。

 

 

 

 

 

 

污水连续按顺序进入每个池,SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程,也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程,包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段,(如图)。这种操作周期是周而复始进行的,以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制.和变换,即达到多种功能的要求,非常灵活。

SBR工艺的操作过程如下:

①进水期

进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期,所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液,这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水,即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器,待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此,充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程,不仅水位提高,而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气(边曝气边充水)、限制曝气(充完水曝气)半限制曝气(充水后期曝气)。

②反应期

在反应阶段,活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中,反应器相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态,但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率,抗冲击负荷,

防止污泥膨胀。

③沉淀期

相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池,停止曝气搅拌后,污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池,避免了泥水混合液流经管道,也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外,SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的,所以受干扰小,沉降时间短,效率高。

④排水期

活性污泥大部分为下周期回流使用,过剩污泥进行排放,一般这部分污泥仅占总污泥

的30%左右,污水排出,进入下道工序。

⑤闲置期

作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性,并起反硝化作用而进行脱水

4.2.2 SBR反应池容积设计

设两座,每座规格为

规格尺寸:         L×B×H=12.5×3.5×4.0m

有效水深:         3.5m

潜水曝气机         6台

规    格:    JA-37-100   N=5.5kw

滗水器:         1套             

规   格:      SHB100型   流量100m3/h  N=0.55kw

污泥泵         1台

规   格:      WQ25-14-2.2,N=2.2kw

SBR池每周期时间为4小时,其中曝气2.0小时,沉淀1.0小时,滗水0.8小时,闲置0.2小时。

4.4 污泥池设计

污泥池用于剩余污泥浓缩,减少污泥的含水量、暂时储存污泥。

规格尺寸:       6.0×3.0×5.0m

数   量:    1座

主要设备:    污泥泵        

数   量:    1台

型   号:    WQ65-12-5.5

4.5 污泥脱水机

    用于剩余污泥的脱水,进一步减少污泥的含水率。

数   量:         1间

规格尺寸:        5.0×3.5×4.0m

带式脱水压滤机    1套

型    号:        DY1000

配套设备:        加药计量泵         (1台)

                  加药装置           (1套)

移动式空气压缩机     (1套)

冲洗水泵            (一套)

系统总功率:       2.25 Kw

4.6 中间水池

用于调节SBR处理单元出水与过滤罐处理单元的进水水量。

数    量:        1座

规格尺寸:      4.0×3.0×4.0m

潜污泵3台      (2用1备)

泵型号:         WQ30-16-3

规  格:         Q=30m3/h  H=16m  N=3KW

4.6 过滤罐

作用为去除微小有机物颗粒,设两座砂滤罐。单罐包括罐体、滤料、管道及阀门等。

砂滤罐:           ф1.4×4.0   2套

滤速:            20.0m/h            

结构:             碳钢防腐

反冲洗强度:       12L/m2.s    

反冲洗时间:       10min

反冲泵:           WQ65-15-5.5    2台

 

 

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