1) 主要設施與設備
設施的組成
本法原則上不設初次沉淀池,本法應用于小型污水處理廠(chǎng)的主要原因是設施 較簡(jiǎn)單和維護管理較為集中。為適應流量的變化,反應池的容積應留有余量或采用設定運行周期等方法。但是,對于游覽地等流量變化很大的場(chǎng)合,應根據維護管理和經(jīng)濟條件,研究流 量調節池的設置。
反應池
反應池的形式為完全混合型,反應池十分緊湊,占地很少。形狀以矩形為準,池寬與池長(cháng)之比大約為 1:1~1:2,水深 4~6 米。反應池水深過(guò)深,基于以下理由是不經(jīng)濟的:①、如果反應池的水深大,排出水的深度相應增大,則固液 分離所需的沉淀時(shí)間就會(huì )增加。②、專(zhuān)用的上清液排出裝置受到結構上的限制,上清液排出水的深度不能過(guò)深。
反應池水深過(guò)淺,基于以下理由是不希望的:①、在排水期間,由于受到活 性污泥界面以上的最小水深限制,上清液排出的深度不能過(guò)深。②、與其他相同 BOD—SS 負荷的處理方式相比,其優(yōu)點(diǎn)是用地面積較少。反應池的數量,考慮清洗和檢修等情況,原則上設 2 個(gè)以上。在規模較小或 投產(chǎn)初期污水量較小時(shí),也可建一個(gè)池。
排水裝置
排水系統是SBR 處理工藝設計的重要內容,也是其設計中最具特色和關(guān)系到系統運行成敗的關(guān)鍵部分。目前,國內外報道的SBR排水裝置大致可歸納為以下幾種:①、潛水泵單點(diǎn)或多點(diǎn)排水。這種方式電耗大且容易吸出沉淀污泥;②、池端(側)多點(diǎn)固定閥門(mén)排水,由上自下開(kāi)啟閥門(mén)。缺點(diǎn)操作不方便,排水容易 帶泥;③、專(zhuān)用設備潷水器。潷水器是是一種能隨水位變化而調節的出水堰,排水口淹沒(méi)在水面下一定深度,可防止浮渣進(jìn)入。
理想的排水裝置應滿(mǎn)足以下幾個(gè)條件:①、單位時(shí)間內出水量大,流速小,不會(huì )使沉淀污泥重新翻起;②、集水口隨水位下降,排水期間始終保持反應當中的靜止沉淀狀態(tài);③、排水設備堅固耐用且排水量可無(wú)級調控,自動(dòng)化程度高。
在設定一個(gè)周期的排水時(shí)間時(shí),必須注意以下項目:
①、上清液排出裝置的溢流負荷——確定需要的設備數量;
②、活性污泥界面上的最小水深——主要是為了防止污泥上浮,由上清液排出裝置和溢流負荷確定,性能方面,水深要盡可能小;
③、隨著(zhù)上清液排出裝置的溢流負荷的增加,單位時(shí)間的處理水排出量增大, 可縮短排水時(shí)間,相應的后續處理構筑物容量須擴大;
④、在排水期,沉淀的活性污泥上浮是發(fā)生在排水即將結束的時(shí)候,從沉淀工序的中期就開(kāi)始排水符合SBR法的運行原理。
2) SBR 工藝的需氧與供氧
SBR 工藝有機物的降解規律與推流式曝氣池類(lèi)似,推流式曝氣池是空間(長(cháng) 度)上的推流,而 SBR 反應池是時(shí)間意義上的推流。由于 SBR 工藝有機物濃度是 逐漸變化的,在反應初期,池內有機物濃度較高,如果供氧速率小于耗氧速率,則混合液中的溶解氧為零,對單一的微生物而言,氧氣的得到可能是間斷的,供氧速率決定了有機物的降解速率。隨著(zhù)好氧進(jìn)程的深入,有機物濃度降低,供氧 速率開(kāi)始大于耗氧速率,溶解氧開(kāi)始出現,微生物開(kāi)始可以得到充足的氧氣供應,有機物濃度的高低成為影響有機物降解速率的一個(gè)重要因素。從耗氧與供氧的關(guān)系來(lái)看,在反應初期 SBR 反應池保持充足的供氧,可以提高有機物的降解速度, 隨著(zhù)溶解氧的出現,逐漸減少供氧量,可以節約運行費用,縮短反應時(shí)間。SBR 反應池通過(guò)曝氣系統的設計,采用漸減曝氣更經(jīng)濟、合理一些。
3) SBR 工藝排出比(1/m)的選擇
SBR 工藝排出比(1/m)的大小決定了 SBR 工藝反應初期有機物濃度的高低。排出比小,初始有機物濃度低,反之則高。根據微生物降解有機物的規律,當有 機物濃度高時(shí),有機物降解速率大,曝氣時(shí)間可以減少。但是,當有機物濃度高 時(shí),耗氧速率也大,供氧與耗氧的矛盾可能更大。此外,不同的廢水活性污泥的 沉降性能也不同。污泥沉降性能好,沉淀后上清液就多,宜選用較小的排出比,反之則宜采用較大的排出比。排出比的選擇還與設計選用的污泥負荷率、混合液 污泥濃度等有關(guān)。
4) SBR 反應池混合液污泥濃度
根據活性污泥法的基本原理,混合液污泥濃度的大小決定了生化反應器容積 的大小。SBR 工藝也同樣如此,當混合液污泥濃度高時(shí),所需曝氣反應時(shí)間就短,SBR 反應池池容就小,反之 SBR 反應池池容則大。但是,當混合液污泥濃度高時(shí),生化反應初期耗氧速率增大,供氧與耗氧的矛盾更大。此外,池內混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時(shí)間。污泥濃度高需要的沉淀時(shí)間長(cháng),反之則短。當污泥的沉降性能好,排出比小,有機物濃度低,供氧速率高,可以選用較大的數值, 反之則宜選用較小的數值。SBR 工藝混合液污泥濃度選擇應綜合多方的因素考慮。
5) 關(guān)于污泥負荷率的選擇
污泥負荷率是影響曝氣反應時(shí)間的主要參數,污泥負荷率的大小關(guān)系到 SBR 反應池最終出水有機物濃度的高低。當要求的出水有機物濃度低時(shí),污泥負荷率 宜選用低值;當廢水易于生物降解時(shí),污泥負荷率隨著(zhù)增大。污泥負荷率的選擇應根據廢水的可生化性以及要求的出水水質(zhì)來(lái)確定。
6) SBR 工藝與調節、水解酸化工藝的結合
SBR 工藝采用間歇進(jìn)水、間歇排水,SBR反應池有一定的調節功能,可以在一定程度上起到均衡水質(zhì)、水量的作用。通過(guò)供氣系統、攪拌系統的設計,自動(dòng) 控制方式的設計,閑置期時(shí)間的選擇,可以將 SBR 工藝與調節、水解酸化工藝結 合起來(lái),使三者合建在一起,從而節約投資與運行管理費用。
在進(jìn)水期采用水下攪拌器進(jìn)行攪拌,進(jìn)水電動(dòng)閥的關(guān)閉采用液位控制,根據 水解酸化需要的時(shí)間確定開(kāi)始曝氣時(shí)刻,將調節、水解酸化工藝與 SBR 工藝有機 的 結合 在一起。反應池 進(jìn)水開(kāi)始作為閑置期的結 束則可以使整個(gè)系統能正常運行。具體操作方式如下所述:
進(jìn)水開(kāi)始既為閑置結束,通過(guò)上一組SBR池進(jìn)水結束時(shí)間來(lái)控制;進(jìn)水結束通過(guò)液位控制,整個(gè)進(jìn)水時(shí)間可能是變化的。
水解酸化時(shí)間由進(jìn)水開(kāi)始至曝氣反應開(kāi)始,包括進(jìn)水期,這段時(shí)間可以根據 水量的變化情況與需要的水解酸化時(shí)間來(lái)確定,不小于在最小流量下充滿(mǎn)SBR反應池所需的時(shí)間。
曝氣反應開(kāi)始既為水解酸化攪拌結束,曝氣反應時(shí)間可根據計算得出。沉淀時(shí)間根據污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定,它的開(kāi)始即為曝氣反應的結束。
排水時(shí)間由潷水器的性能決定,潷水結束可以通過(guò)液位控制。
閑置期的時(shí)間選擇是調節、水解酸化及SBR工藝結合好壞的關(guān)鍵。閑置時(shí)間的長(cháng)短應根據廢水的變化情況來(lái)確定,實(shí)際運行中,閑置時(shí)間經(jīng)常變動(dòng)。通過(guò)閑 置期間的調整,將SBR反應池的進(jìn)水合理安排,使整個(gè)系統能正常運轉,避免整個(gè)運行過(guò)程的紊亂。