(1)進(jìn)水
經(jīng)過粗濾后的污水連續(xù)不斷地進(jìn)入反應(yīng)池的預(yù)反應(yīng)區(qū)ＤＡＴ,其中大部分可溶性ＢＯＤ5很快地被該區(qū)內(nèi)的微生物吸附,既可防止污泥膨脹,又對進(jìn)水水質(zhì)起到很好的緩沖作用。污水在連續(xù)進(jìn)入的同時連續(xù)曝氣后,通過兩區(qū)之間導(dǎo)流設(shè)施進(jìn)入ＩＡＴ。由于進(jìn)水時(除潷水階段外)不排水,因此不像連續(xù)流ＣＦＳ法那樣易受負(fù)荷變化的沖擊。即使水質(zhì)水量變化較大,也不會對SBR工藝處理的出水水質(zhì)產(chǎn)生多大的影響。
(2)反應(yīng)
反應(yīng)工藝分兩步進(jìn)行。首先發(fā)生在ＤＡＴ區(qū),之后經(jīng)ＤＡＴ初步生物處理的污水連續(xù)進(jìn)入ＩＡＴ區(qū)。此反應(yīng)階段與ＣＦＳ法完全混合式曝氣池中的反應(yīng)不同,它實(shí)際上是一個推流式反應(yīng)。水中ＢＯＤ5被氧化分解,同時發(fā)生硝化反應(yīng)。微生物生長動力學(xué)的研究表明,在廢水生物處理裝置的設(shè)計中,控制微生物環(huán)境條件是十分重要的。在一定的環(huán)境條件下,控制微生物生長速率就能使有機(jī)污染物得到有效的降解。由于在間歇培養(yǎng)中,細(xì)菌增長量與其細(xì)胞質(zhì)量成正比,因此,在反應(yīng)池中,一級反應(yīng)速率與反應(yīng)池內(nèi)基質(zhì)濃度成正比。ＣＦＳ連續(xù)流完全混合式反應(yīng)池內(nèi)的基質(zhì)與其出水所含基質(zhì)濃度相同,而SBR池內(nèi)的基質(zhì)濃度高于出水,這樣它就比完全混合式有較高的去除效率和較高的降解速度。另一方面,研究表明,污泥膨脹是由活性污泥中大量絲狀菌繁殖造成的,組成活性污泥的菌膠團(tuán)和絲狀菌,在不同污水濃度下有著不同的比生長速度。在高濃度ＢＯＤ5時,菌膠團(tuán)的比生長速度高于絲狀菌,當(dāng)混合液ＢＯＤ5濃度較低時,絲狀菌有高于菌膠團(tuán)的比生長速度,如果養(yǎng)分供給充足,可以造成大量繁殖。由于SBR反應(yīng)池中,污水濃度隨時間變化,進(jìn)水濃度很高,菌膠團(tuán)很快吸附并貯存水中的大部分可溶性有機(jī)物,在時間上形成一個理想的推流式,使出水濃度很低,這時,雖然絲狀菌有較高的比生長速度,但營養(yǎng)成分幾乎已被菌膠團(tuán)耗盡,已不可能有很大的增值,從而克服了ＣＦＳ法活性污泥的膨脹問題。
(3)沉淀
沉淀工序僅發(fā)生在ＩＡＴ。當(dāng)ＩＡＴ停止曝氣以后,剩余的ＢＯＤ5被活性污泥帶到反應(yīng)池底部,并利用溶解在水中的氧進(jìn)一步進(jìn)行低負(fù)荷的氧化。反應(yīng)逐步由好氧轉(zhuǎn)入缺氧,進(jìn)而成厭氧狀態(tài),脫氮開始。在此階段污泥沉淀,水質(zhì)變清。沉淀過程由于只有進(jìn)水而無出水,屬半靜態(tài)沉淀,不像ＣＦＳ法的連續(xù)流式動態(tài)沉淀,因而有較高的沉淀效率。
(4)潷水
排水工序只發(fā)生在ＩＡＴ。池水位達(dá)到最高,并經(jīng)過沉淀后,污泥沉于底部,上部水質(zhì)變清,系統(tǒng)處于厭氧狀態(tài),活性污泥在此進(jìn)行內(nèi)源呼吸,反硝化細(xì)菌利用內(nèi)源碳進(jìn)行反硝化脫氮。經(jīng)處理后澄清的水,由SBR工藝的關(guān)鍵設(shè)備潷水器自動緩慢排出池外。當(dāng)池水位達(dá)到處理周期開始時的最低水位時,停止?jié)�。反�?yīng)池底部的活性污泥大部分作為下個處理周期的回流污泥使用(實(shí)際上不需泵輸回流),過剩的污泥定期引出排放。每一周期潷水結(jié)束后,反應(yīng)池中還剩下一部分水,可起緩沖和稀釋作用。雖然在系統(tǒng)進(jìn)入沉淀、潷水階段時,待處理的廢水仍連續(xù)不斷進(jìn)入,只要設(shè)計反應(yīng)池時對池內(nèi)擋板位置及開孔率作出精心安排,待處理水經(jīng)布水器進(jìn)入預(yù)反應(yīng)池后,以極小的流速運(yùn)動,其一般推進(jìn)速度為0.03～0.05m/min,即使有一小部分水在潷水階段進(jìn)入主反應(yīng)池,也會受到污水沉降層的阻擋,因而將原反應(yīng)池內(nèi)過渡區(qū)的水推入排水區(qū),不會造成短路。
(5)閑置
在ＩＡＴ沉淀后到下個周期開始期間,可視污水的性質(zhì)設(shè)置閑置期,在該時段內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行攪拌或曝氣。在厭氧條件下攪拌比好氧條件下的曝氣要省能量,同時對保持污泥的活性也是有利的。在以脫磷為目的的裝置中,剩余污泥的排放一般是在閑置工序之初和沉淀工序的最后進(jìn)行。
二.SBR法的發(fā)展變化
1.1國外簡況
1914年,英國Alden與Lockett等人發(fā)明了活性污泥法間歇運(yùn)行污水處理技術(shù)。但由于曝氣和自控設(shè)備的問題,運(yùn)行管理極不方便,后來改為連續(xù)流活性污泥法工藝。在20世紀(jì)80年代前后期,由于自動化、計算機(jī)等高新技術(shù)的迅速發(fā)展以及在污水處理領(lǐng)域的普及與應(yīng)用(電動閥、氣動閥、溶解氧傳感器、水位傳感器等),使得間歇活性污泥法污水處理技術(shù)獲得重大進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行管理的自動化。1979年,美國R.L.Irvine等人根據(jù)試驗結(jié)果首先提出SBR工藝,系連續(xù)進(jìn)水,間歇排水。同年Goronsay在以往工藝基礎(chǔ)上提出了間歇式循環(huán)延時曝氣系統(tǒng)。1984年又研究出利用不同負(fù)荷條件下微生物的生長速率和污水生物除磷脫氮工藝。ＤＡＴ-ＩＡＴ是SBR工藝中,繼ＩＣＥＡＳ、ＣＡＳＳ、ＩＤＥＡ法之后完善發(fā)展的又一種新方法。
澳大利亞以SBR工藝所著稱。近十幾年來,建成SBR工藝污水處理廠600余座,其中在中型和大型污水處理廠的應(yīng)用也日益增多,并且開始興建日處理量21萬噸大型SBR工藝污水處理廠。由于處理工藝流程簡單,處理效果好的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),逐漸引起世界污水處理界的廣泛關(guān)注。
1.2 國內(nèi)簡況
(1)
SBR法研究的起步
我國自九十年代中期開始,國家建設(shè)部部屬市政設(shè)計研究院和上海、北京、天津等市政設(shè)計研究院,開始了SBR工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用,但大部分處于試驗研究和小型污水處理廠的應(yīng)用階段。目前,只有幾座城市污水處理廠采用SBR法工藝處理城市混合污水,其處理效果較好,如:昆明市日處理污水量15萬噸的第三污水處理廠,其工藝為SBR法ＩＣＥＡＳ技術(shù),自投產(chǎn)以來,運(yùn)行正常,出水水質(zhì)穩(wěn)定,達(dá)到了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠所采用的ＤＡＴ-ＩＡＴ是一種SBR法的變形工藝,是中國目前最大的SBR法城市污水處理廠。該工藝方案是由天津市政工程設(shè)計研究院和開發(fā)區(qū)、以及國內(nèi)有關(guān)污水處理專家共同完成的,經(jīng)過對國內(nèi)外污水廠的考察并充分論證,認(rèn)為SBR法ＤＡＴ-ＩＡＴ工藝能夠克服天津開發(fā)區(qū)工業(yè)廢水比重大、水質(zhì)水量變化幅度大的水質(zhì)特征,其處理后的水質(zhì)能夠滿足國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。
(2)
SBR法的自動化控制
天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠采用國際上比較先進(jìn)的SBR工藝中的ＤＡＴ-ＩＡＴ法,日處理污水10萬噸,整個污水處理實(shí)行集中控制,分散管理的方式。它把管理層和控制層分開,降低誤操作對整個工藝的影響,增加了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。該項技術(shù)為澳大利亞專利技術(shù),中國首次引進(jìn)使用。通過對全過程的監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了整個工廠的全自動化運(yùn)行,大大提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性,減少了由于人為的因素而帶來的干擾,減輕了勞動強(qiáng)度。隨著計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,自動控制技術(shù)也正在迅猛發(fā)展。
三.結(jié)語
SBR工藝具有普通連續(xù)流活性污泥法所不具備的優(yōu)勢,可以說SBR拓展了普通活性污泥法的處理能力.目前,
SBR反應(yīng)器已廣泛應(yīng)用于各種含難降解有機(jī)物廢水處理的試驗研究,并取得較好的處理效果,眾多研究結(jié)果表明SBR對連續(xù)式不能降解的有機(jī)物也表現(xiàn)出良好的降解效果.針對難降解有機(jī)物處理新型SBR反應(yīng)器和運(yùn)行工序的開發(fā)和應(yīng)用,使得SBR在難降解有機(jī)物處理中得以廣泛應(yīng)用.由于SBR運(yùn)行靈活,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),因此特別適用于排放量小,有機(jī)物濃度高且不易降解,廢液排放間歇的中小型企業(yè).目前,我國正在大力發(fā)展裝置化環(huán)保設(shè)備,為眾多的中小型石油化工、造紙、印染、煉油、制藥等企業(yè)提供操作方便和使用靈活的廢水處理工藝設(shè)備成為一項迫在眉睫的任務(wù),預(yù)計能適應(yīng)這一要求的SBR工藝在這方面將有較大的發(fā)展?jié)摿土己玫耐茝V應(yīng)用前景.
參考文獻(xiàn):
[1]
王殿平,許翊華,杜彥武,孟昭輝.
哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),
<<SBR的工藝特點(diǎn)分析>>
2003.12 677_680.
[2]
馬培忠,于崇濤,孫好芬.
青島大學(xué)學(xué)報,
<<SBR法的發(fā)展應(yīng)用探討>>
2003.6 95_98
[3]<<山東環(huán)境>>
2003.6 19_21.
[4]
方茜,張可方,張朝升,周莉萍,伍小軍.
<<SBR法處理低碳城市污水的除磷規(guī)律>>
中國給水排水 2004
vol.20 43_47.
[5]
張可方
廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)
<<SBR法處理城市污水除磷效果及規(guī)律研究>>
2002.8 353_356.
[6]
何文遠(yuǎn)
楊海真
華中科技大學(xué)學(xué)報(城市科學(xué)版)
<<城市污水脫氮除磷工藝的比較分析>>
2003.3 85_87
[7]
龍北生
孫大群
邊德軍
趙勇勝
給水排水<<采用兩級SBR工藝優(yōu)化除磷脫氮>>Vol.29 NO
11 2003
[8]
伍小軍
廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)
SBR法處理城市污水中最佳曝氣時間的探討
2003.6 277_279
[9]
王洪洋,侯紅娟,周 琪
中國給水排水 SBR中混凝劑與微生物的協(xié)同除污效能2004
Vol.20 38_40
[10]
江田民
楊海光
陳篩林
丁富新（清華大學(xué)化工系，北京）環(huán)境保護(hù)
2003.7 24_27.