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MSBR工艺介绍 MSBR法简介更新时间：08-7-24 14:01 MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)是改良式序列间歇反应器，是C.Q.Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥法技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式，结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点。不但无需间断流量，还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用，证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。MSBR法的应用与发展更新时间：08-7-24 16:12MSBR技术已在几个污水处理厂应用。位于加拿大Saskatchewan的Estevan污水处理厂则为一实例。虽然由于严寒造成一些冰冻问题，但污水厂还是取得了相当好的处理效率。平均温度为13，系统处理效果(测试时间1996年4月1997年3月)如表1所示。 表1Estevan污水处理厂MSBR测试结果 进水出水去除率/%BOD5/mg/L1658.595TSS/mg/L2121195TKN/mg/L393.591TP/mg/L5.11.963实践表明MSBR是一种可连续进水、高效的污水处理工艺，且简单，容积小，单池。易于实现计算机自动控制。在较低的投资和运行费用下，能有效地去除含高浓度BOD5、TSS、氮和磷的污水。总之，系统在低HRT、低MLSS和低温情况下，具有优异的处理能力。MSBR技术的研究与发展方向如下：(1)MSBR技术的进一步发展是生物除磷或同时脱氮除磷。目前同济大学环境科学与工程学院对此正在作进一步的研究，并已取得了有重要理论意义与应用价值的研究成果。(2)MSBR系统可以有各种不同配置，例如沟(渠)形式，并且现在已经在开发研究。(3)MSBR生物处理的动力学模式研究，以提供普遍的设计和运行依据。(4)MSBR运行过程智能化控制的研究，以实现系统的各操作过程具有适应性和最优控制。由于系统各格互联、交替操作，且可以通过选择、组合与取舍操作步骤，调整各操作步骤时间来控制运行，其运行过程比较复杂。此外，如果进水水质变化，MSBR法的运行过程更具有非线性、时变性与模糊性的特点，难于用数学模型根据传统控制理论进行有效控制，因此对MSBR法这样复杂系统进行在线模糊控制，将能得到其它控制方式无法实现的令人满意的控制效果。这也是MSBR法的一个重要研究方向。MSBR法的基本原理更新时间：08-7-24 14:05MSBR的基本组成反应器由三个主要部分组成：曝气格和两个交替序批处理格。主曝气格在整个运行周期过程中保持连续曝气，而每半个周期过程中，两个序批处理格交替分别作为SBR和澄清池。如图1所示。MSBR的操作步骤在每半个运行周期中，主曝气格连续曝气，序批处理格中的一个作为澄清池(相当于普通活性污泥法的二沉池作用)，另一个序批处理格则进行以下一系列操作步骤，如图2所示。步骤1：原水与循环液混合，进行缺氧搅拌。在这半个周期的开始，原水进入序批处理格，与被控制回到主曝气格的回流液混合。在缺氧和丰富的硝化态氮条件下，序批处理格内的兼性反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体，以原水及内源呼吸所释放的有机碳作为碳源，进行无氧呼吸代谢。由于初期序批处理格内MLSS浓度高，硝化态氮浓度较高，因此碳源成为反硝化速率的限制条件。随着原水的加入，有机碳的浓度增加，提高了反硝化的速率。来自曝气格和序批格原有的硝态氮经反硝化得以去除。另外，该阶段运行也是序批处理格中较高浓度的污泥向曝气格回流的过程，以提高曝气格中的污泥浓度。步骤2：部分原水和循环液混合，进行缺氧搅拌。随着步骤1中原水的不断进入，序批处理格内有机物和氨氮的浓度逐渐增加。为阻止在序批处理格内有机物和氨氮的过分增加，原水分别流入序批处理格和主曝气格。使序批处理格内维持一个适当的有机碳水平，以利于反硝化的进行。混合液通过循环，继续使序批处理格原来积聚的MLSS向主曝气格内流动。步骤3：序批格停止进原水，循环液继续缺氧搅拌。此后中断进入序批处理格的原水。原水在剩下的操作中，直接进入主曝气格。这使得主曝气格降解大量有机碳，并减弱微生物的好氧内源呼吸。序批处理格利用循环液中残留的有机物作为电子供体，以硝化态氮作电子受体，继续进行缺氧反硝化。由于有机碳源的减少，缺氧内源呼吸的速率将提高。来自主曝气格的混合液具有较低的有机物和MLSS浓度。经循环，把序批处理格内的残余有机物和活性污泥推入主曝气格，在此进行曝气反应降解有机物，并维持物质平衡。步骤4：曝气，并继续循环。进行曝气，降低最初进水所残余的有机碳、有机氮和氨氮，以及来自主曝气格未被降解的有机物和内源呼吸释放的氨氮，并吹脱在前面缺氧阶段产生的截留在混合液中的氮气。连续的循环增加了主曝气格内的微生物量，同时进一步降低序批处理格中的悬浮固体，降低了MLSS浓度，有利于其在下半个周期中作为澄清池时，减少污泥量以提高沉淀池的效率。步骤5：停止循环，延时曝气。为进一步降低序批处理格内的有机物和氮浓度，减少剩余的氮气泡，采用延时曝气。这步是在没有循环，没有进出流量的隔离状态下进行。延时曝气使序批处理格中的BOD5和TKN达到处理的要求水平。步骤6：静置沉淀。延时曝气停止后，在隔离状态下，开始静置沉淀，使活性污泥与上清液有效分离，为下半个周期作为澄清池出水做准备。沉淀开始时，由于仍存在剩余的溶解氧，沉淀污泥中的硝化菌继续硝化残余的氨，而好氧微生物继续进行好氧内源呼吸。当混合液中氧减少到一定程度时，兼性菌开始利用硝化态氮作为电子受体进行缺氧内源呼吸，进行程度较低的反硝化作用。在整个半周期过程中，此时序批处理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸盐、亚硝酸盐的浓度最低，悬浮固体总量也最少，因此该序批处理格在下半个周期作为沉淀池，其出水质量是可靠的。在这一步，可以从交替序批处理格中排放剩余污泥。第二个半周期：步骤6的结束标志着处理运行的下半个循环操作开始。通过两个半周期，改变交替序批处理格的操作形式。第二个半周期与第一个半周期的6个操作步骤相同。MSBR系统的组成及运行方式更新时间：08-7-24 14:51 MSBR系统可以根据不同的水质和处理要求灵活地设置运行方式 ，笔者在中试中所采用的装置主要由6 个功能池组成 ，分别为厌氧池、缺氧池、主曝气池、泥水分离池和两个序批池( SBR1 和SBR2) 。MSBR系统的各功能池和运行示意见图。 原污水经格栅、沉砂池等预处理设施处理后首先进入厌氧池 ，同回流污泥混合并完成微生物的释磷后 ，混合液进入主曝气池。主曝气池是连续曝气供氧 ，在好氧环境中 ，微生物进行过量吸磷 ，同时在主曝气池完成有机物的降解和氨氮的硝化。然后混合液分别进入两个序批池SBR1 和SBR2。SBR1 和SBR2交替地充当反应池和沉淀池而处于反应阶段和沉淀出水阶段。反应阶段可以设置为缺(厌)氧搅拌、好氧曝气和静止沉淀3 个过程 ，在此阶段完成脱氮过程。当SBR1 处于反应阶段的前两个过程时 ，开启回流泵 ，形成“主曝气池 - SBR1 - 泥水分离池缺氧池 - 厌氧池(泥水分离池的上清液回流到主曝气池)”的污泥回流 ，回流混合液流经SBR1 时 ，经历了缺氧搅拌和好氧曝气阶段 ，进行反硝化及进一步硝化 ，然后混合液进入缺氧区进一步反硝化 ，随后进入泥水分离池进行沉淀 ，经过泥水分离后 ，浓缩污泥进入厌氧池与原污水混合。而含硝酸盐氮的上清液被泵送入主曝气区。当SBR1 进行上述反应时 ，SBR2处于沉淀出水状态 ，主曝气池的混合液以进水流量进入SBR2 ，在 SBR2 中沉淀下来的污泥在池底形成一个污泥悬浮层 ，对污水混合液起到过滤的作用 ，污水经污泥层过滤后流出系统。 两个序批池SBR1 和SBR2 的形状和结构都完全相同 ，两者交替地完成反应阶段和沉淀出水阶段为一个运行周期 ，一个运行周期的时间长度可根据进水水质和处理要求灵活确定 ，一般为4 h ，6 h ，8 h等 ，在反应阶段的运行方式也可根据需要设定。在中试运行中采用4 h 为一个运行周期 ，序批池的运行时间分配见表1。 设置泥水分离池的原因主要是为了： 避免上清液中的硝酸盐氮进入厌氧池而干扰聚磷菌在厌氧条件下对磷的释放。混合液在序批池时 ，经过了缺氧-好氧-静止沉淀等反应过程。在这些过程中 ，一些被聚磷微生物在好氧条件下吸收的磷会再次被释放到环境中去 ，经泥水分离池泥水分离后 ，含有被再次释放出的磷的上清液就可以被送到主曝气池再次进行磷的吸收。将厌氧池分为A ，B 两个区域的目的是为了更好地避免进水中的溶解氧和硝酸盐氮对聚磷微生物在厌氧条件下的释磷造成影响。原污水经提升计量后进入厌氧池A ，在厌氧池A中无论是分子态氧还是化合态氧很快被消耗殆尽，回流污泥中的硝酸盐氮也得到一定的去除，进入厌氧池B后溶解氧和硝酸盐氮对活性污泥中聚磷微生物释磷的影响就可以减少到最低程度。在序批池的底部安装有蝶板，当序批池处于沉淀出水状态时，混合液进入序批池遇到蝶板后均匀向上通过整个污泥层，泥水分离过程不仅有沉淀作用，还可通过污泥层实现过滤截留作用，这可大大降低出水中的悬浮物浓度。 通过前面的介绍可以看出 ，在MSBR 系统的运行中各功能池的切换较为频繁 ，如果单纯靠人工操作 ，不仅会使运行管理十分复杂 ，还会影响到系统运行的安全性和可靠性。随着自动控制技术的发展 ，使MSBR系统完全实现自动控制运行 ，已不是十分困难的事情 ，如采用 PLC自动控制系统就是一个较好的方法。 MSBR法的主要运行特点更新时间：08-7-24 14:57(1)MSBR系统能进行不同配置的设计和运行，以达到不同的处理目的。(2)每半个运行周期中，步骤的数量和每步骤所需的时间，取决于原水的特性和出水的要求。这里介绍了6个运行步骤，但所需总的步骤可以被系统设计者所选择。常常可以在实际运行中减少，以便使运行过程简单化。例如，步骤1和步骤2能通过延长步骤1和减少步骤2的时间来合并这两步为一步。增加步骤1的时间则增加序批处理格有机碳的量，这使得在不进原水的缺氧混合时间需要更长，以平衡步骤3。也可以增加步骤，进行更多的缺氧-好氧序批操作，来处理有机物和氨氮浓度更高的原水，以达到更低出水总氮的要求。(3)在每半个循环中，原水大部分时间是进入主曝气格。接着是部分或全部污水进入作为SBR的序批处理格。在主曝气格中完成了大部分有机碳、有机氮和氨氮的氧化。另外，主曝气格在完全混合状态下连续曝气，创造了一个稳定的生物反应环境。这使得整个设备能承受冲击负荷的影响。(4)从序批处理格到主曝气格的循环流动，使得前者积聚的悬浮固体运送到了后者。循环也把主曝气格内的被氧化的硝化氮运送到在半个循环的大部分时期处在缺氧搅拌状态下的序批处理格，实现脱氮的目的。(5)污泥层作为一个污泥过滤器，对改善出水质量和缺氧内源呼吸进行的反硝化有重要作用。MSBR系统生物除磷脱氮机理更新时间：08-7-24 15:29 根据目前普遍接受的 Comeau 等人提出的生物除磷理论：在厌氧条件下，活性污泥中的聚磷微生物将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐释放到胞外，以此为能量吸收污水中的易降解有机物(如：挥发性脂肪酸，VFA) ，并将其合成为聚羟基丁酸( PHB)储存在体内。在好氧条件下，聚磷微生物以游离氧作为电子受体氧化胞内储存的PHB，利用反应产生的能量从污水中过量摄取磷并合成为聚磷酸盐储存于胞内 ，微生物好氧摄取的磷远大于厌氧释放的磷，通过排放剩余污泥实现除磷。MSBR系统对除磷脱氮具有良好的效果和稳定性(如同 A2/ O 除磷脱氮系统相比)，这是由其工艺特点决定的。根据 MSBR系统的工艺流程，在空间和时间上可以认为系统是按照以下方式进行的：原污水 厌氧 好氧 缺氧好氧 混合液回流(或沉淀出水) 。 这种运行方式相当于两级A/ O 系统的串联，对除磷十分有利： 聚磷微生物经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，聚磷微生物在厌氧池形成的吸磷动力可以充分地得以利用;而在 A2/ O系统中，厌氧释磷后要先经过生化效率较低的缺氧阶段再到好氧阶段，会使在厌氧环境中形成的吸磷动力有所损失。系统中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地经过厌氧 好氧环境，完成磷的厌氧释放和好氧吸收过程使系统的除磷效率得以提高;而A2/ O 系统存在混合液回流，这部分污泥未经过厌氧状态，会降低除磷效率。全部污泥完整地经过厌氧 好氧环境，有助于污泥中聚磷微生物的增长富集。系统的回流污泥经过了脱氮处理，消除了 NO-x - N 的干扰，使聚磷微生物能够在绝对厌氧环境中进行聚磷的水解和释放。 从系统的运行方式可以看出，脱氮作用是通过后置反硝化完成的。但污水经过了厌氧、好氧阶段的反应，有机物浓度已大为降低，反硝化作用所需的有机碳源是如何满足的呢? 传统的反硝化理论显然难以圆满解释这一问题，我们有理由得出这样的结论：微生物是利用细胞内储存的有机物进行了反硝化，即内碳源反硝化。利用内碳源进行反硝化具有很多优点：可以取消前置反硝化常见的内回流系统，降低能耗，使系统的运行更为合理;另外还无需添加碳源。利用内碳源进行反硝化在国外已有报道，但对其机理的研究尚处于起步阶段，许多问题还有待于进一步的研究。MSBR工艺除磷影响因素更新时间：08-7-24 15:46 MS BR工艺中影响除磷的因素很多 ，有进水 COD /P、 COD /N、 内回流比 R、 曝气池 MLSS等。 各因素对 TP去除效果的影响程度不同 ，在选定的影响因素中 ，进水 COD /P对 MS BR除磷的影响最大 ，其次是曝气池 MLSS，再次是污泥回流比 R，最后是进水 COD /N，即影响程度的顺序为 COD /P MLSS R COD /N。 进水 COD /P对除磷的影响决定系统除磷效果好坏的关键是进水水质 ，尤其是进水碳磷比。见图 2为进水 COD400 mg/ l、NH+3 - N40 mg/ l时进水 COD /P对除磷的影响。由图可知 ，当进水 COD /P为 40150，随着进水 COD /P的增大 ，厌氧池基质相对增加 ，VFAs较充足 ， PAOs释磷增加 ，出水 TP浓度逐渐降低。COD /P小于 100时 ，出水 TP随 COD /P增大减小明显 ，但当 COD /P大于 100时 ，出水 TP基本上不再变化。TP去除率在 COD /P40100时逐渐增大 ，当 COD /P 100时去除率逐渐减小。说明当 COD /P比值增大到一定程度时 ，有机底物相对充足 ，而磷却处于相对缺乏的状态 ，故磷的去除率不再因 COD /P的增大而增大 ，出水 TP浓度下降趋缓。 对于 COD /P 100时去除率下降趋势 ，分析其原因是 PAOs(聚磷菌 )与 G AOs (聚糖菌 )竞争的结果。当 COD /P高时 ，污泥中的磷浓度就会很低 ，这种环境会减少 PAOs体内多聚磷酸盐颗粒的含量 ，但是 PAOs在厌氧条件下主要是依靠降解多聚磷酸盐颗粒来获得能量以吸收乙酸等基质并在体内合成PHA，所以 PAOs体内多聚磷酸盐颗粒含量的减少就会相应地使得体内 PHA含量降低。在另一方面 ，由于 G AOs不会涉及到多聚磷酸盐颗粒代谢这一问题 ，所以它们就不会受到这种环境条件的制约 ，因此它们在厌氧条件下就会利用自身体内糖原的代谢来获取能量 ，吸收 PAOs吸收不了的基质 ，并在体内合成 PHA。在好氧条件下， PAOs就会由于体内聚集的 PHA的量不断降低而逐渐降低在污泥中的比例 ，但 G AOs却可以利用体内足够的 PHA 来增殖。PAOs比例下降从而导致去除率降低。 污泥回流比 R对除磷的影响 在本实验中 ， R对 6池除磷的影响见图 3。在进水 TP浓度基本维持在 34 mg/ l， COD /P约为 100，进水 COD /N为 10，曝气池 MLSS为 20003000的情况下 ，改变 MS BR系统的污泥回流比 R，出水 TP随 R的增大出现先降后升的趋势。当 R从 0 . 3增加到 0 . 5，厌氧池中污泥浓度逐渐增加 ， TP去除率也逐渐增加;继续提高污泥回流比 ，发现 TP去除率急剧下降 ，说明污泥回流携带的硝酸盐已经严重影响了系统对磷的去除。由图 3可知在 R为 0 . 5时工艺系统表现出相对最佳的 TP出水效果。 进水 COD /N对除磷的影响在本实验中 ，进水 COD /N对 6池 MS BR除磷效果的影响如图 4所示。进水 COD /N对磷的去除影响不是很明显 ，随进水 COD /N增加 ，出水 TP浓度有缓慢下降的趋势 ，当 COD /N 7时 ，下降趋势趋于平缓 ，出水 TP稳定在 1 . 5 mg/ l左右。TP去除率在COD /N从 3增加到 7时增加 ， COD /N 7时趋于稳定。与一般脱氮除磷工艺要求进水 COD /N 4 . 3相比 ，MS BR6池工艺要求更高的进水 COD /N比 ，这与MS BR后置反硝化的反硝化方式有关 ，后置反硝化使得反硝化碳源不足 ，所以如果进水中 N含量太高(COD /N 90% ，对磷的去除效果更好 ，出水磷 0 . 5 mg/L。2.2 浓缩池、 预缺氧池的运行管理 MS BR工艺在厌氧池前设浓缩池 ( 2单元 )和预缺氧池 (3单元 ) ， 2单元的沉降作用不仅提高了回流污泥的浓度还将富含硝酸盐的上清液分离 ， 3单元主要依靠污泥絮体的内源反硝化作用 ，尽管该反应机理的研究尚不充分，但实践表明其效果显著(实测 3单元硝酸盐浓度可达 0 . 1 mg/L以下 )。实际运行中需控制 3单元的停留时间 ，若时间过长 ，硝酸盐浓度虽可以降得很低 ，但同时会造成磷的无效释放 ，因此在管理上需每天监测 3单元的污泥浓度(保持其浓度是 6单元浓度的 3倍左右 ) ，经常检测上清液的 NO-3 - N和 TP，并以此为指导调节 1或 7单元至 2单元和 3单元至 4单元的回流比。当反硝化不充分时 ，还可以将 2单元的进水阀门打开 ，适度补充外加碳源。2.3 缺氧池的运行管理 MS BR工艺设置缺氧池 ( 5单元 )用于好氧池回流液反硝化脱氮。由于磷的释放反应和反硝化反应竞争碳源 (DBOD) ，所以实际运行时可根据进水碳源来调节运行方式。南方某厂进水 BOD5 平均为120 mg/L，DBOD5为 8090 mg/L，不足以同时满足除磷脱氮的需要 ，运行时就需根据磷的去除情况来调节 6单元到 5单元的回流比 ，或者停用该回流 ，将2单元的上清液回流到 5单元 ，这样既可节省能耗又可以在满足磷释放反应需求的基础上充分利用 5单元来脱除硝酸盐和回收碱度。2.4 脱氮的运行管理 脱氮的效果取决于工艺运行条件和进水水质，进水中必须有足够的碱度进行硝化 ，又须有足够的碳源完成反硝化。南方某厂进水主要为城市生活污水 ，总碱度为 180 mg/L左右 ，可用碱度为 150 mg/L左右 ，出水一般要带走 50 mg/L左右碱度 ，因此可供硝化利用的碱度为 100 mg/L左右。按照 G B 189182002一级 B标准的出水氨氮应小于 8 mg/L，则至少要削减 27 mg/L以上的氨氮 ，由于硝化耗碱量为7 . 14 mg碱度 /mgN，所以进水碱度不足 ，对氨氮的硝化会造成一定的影响。MS BR工艺设置了预缺氧 (3单元 )、 缺氧 ( 5单元 )和 S BR的缺氧反应三个反硝化段 ，运行中可灵活设置运行参数 ，充分利用反硝化作用来回收碱度。若氨氮的去除效果不佳 ，可以适当投加纯碱 (Na2 CO3 )来驯化污泥 ，实践表明其效果很好 ，出水氨氮可达到 2 mg/L以下。2.5 泥龄的确定 除磷要求泥龄短 ，脱氮则要求泥龄长 ，因此对于兼有除磷脱氮功能的工艺而言 ，泥龄的确定很重要。MS BR工艺的设计泥龄为 812 d，实际泥龄则需根据温度、 水质、 污泥生长速度等因素来具体确定。实际生产中可基本保持其他运行参数不变 ，调节剩余污泥排放量 ，考察不同 MLSS与除磷脱氮的关系 ，可以明显观察到随着 MLSS的增加 (泥龄延长 ) ，出水TP上升而 NH3 - N下降的趋势 ，经过多次观察即可找到既能满足除磷又能符合脱氮要求的最佳泥龄范围。以南方某厂的实际运行数据来看 ， 6单元的MLSS维持在 2 0002 500 mg/L的范围内 ，脱氮除磷同时达到较好的效果。3MS BR运行管理的难点3.1 空气堰的管理 空气堰出水是 MS BR工艺的一大特色 ，使 MSBR反应池始终保持满水位、 恒水位运行 ，反应池的容积利用率高。空气堰对自控的要求比较高 ，由于 S BR单元在交替反应和出水 ，空气堰必须保证在设定的周期内准确动作 ，因此直接关系到系统运行的稳定性 ，是运行管理的重点和难点。空气堰需不断进行进气 /放气的操作 ，即使在不出水时段也需不断补气以满足液位控制要求 ，因此触点开关动作频繁 ，需要经常检查和维护。在空气堰内以气压控制液位是通过三根电极实现的 ，电极易因表面的绝缘层腐蚀、 破损、 被纤维状杂物缠绕等产生误信号 ，所以需要定期维护。空气堰最大的问题是容易产生虹吸 (尤其是在水量大时 ) ，造成出水水量不均 ，池面液位变化以致影响回流量 ，虹吸结束时造成空气堰罩的震动等 ，甚至会造成跑泥 ，影响出水水质。实际运行中需特别注意这种现象 ，一旦频繁发生 ，可改变进气方式予以解决。3.2 曝气管膜的管理 可提升式曝气器为曝气管膜的维护带来了便利 ，可将曝气架提升到池面上进行维护而无需将反应池放空。由于曝气管膜表面易长生物膜、 被杂物堵塞、 破损等可能的原因 ，都会改变整套曝气器的风压分布 ，造成出气不均而影响其曝气效率 ，运行中需定期根据鼓风机风压值、 观察池面曝气状态等定期检查维护曝气管膜。美中不足的是 ，供气环网支口与曝气器进气口之间的软连接长度不够 ，无法将曝气器提升到接近液面的位置来观察管膜的具体运行状况 ，难以确切找出破损或漏气的部位。3.3 浮渣的管理 由于 MS BR采用空气堰潜流出水 ，各单元之间通过底部连通或回流泵回流 ，所以浮渣一旦进入系统就富集于池面。设计上 3、 4、 5、 1或 7单元都设置了浮渣收集管 ，但没有刮渣装置 ，仅仅靠水流推动浮渣进集渣管 ，效果欠佳。因此对于 MS BR工艺应选用除渣效果好的细格栅 ，在源头减少浮渣 ，同时改进池面集渣方式并加强池面的保洁工作。4结语 MS BR工艺由于结合了传统 A /A /O和 S BR的优点 ，在污染物去除 ，尤其是氮、 磷的同时去除上有较大的优势 ，出水水质优且稳定。MS BR本身蕴涵了多种运行调整的灵活性的同时也对生产管理者提出了一定的要求 ，需吃透其设计原理才能找到 MS2BR的最佳运行状态。另外，MS BR毕竟是新工艺，运行中出现的一些问题也值得总结 ，以供设计、 管理单位借鉴。 盐田污水处理厂的设计及运行更新时间：08-7-24 16:09 深圳盐田污水处理厂设计总规模 20 万 m3/d， 分期建设， 近期工程规模 12 万 m3/d， 已于 2001年建成并投入运行。厂址位于盐田港码头附近一片填海区， 远期总控制用地 11.4hm2， 近期占地6.33hm2。污水处理采用 MSBR 工艺， 污泥处理采用一体式离心浓缩脱水工艺。一、工程设计1、设计水质 进水水质 BOD5 =150mg/L ( 校 核 值200mg/L) ; SS=150mg/L ( 校核值200 mg/V);CODCr =250 400mg/L; TN =35mg/L; TP=4mg/L 出水排放标准 近期工程按 污水综合排放标准 (GB8978- 1996)一级标准，并考虑了广东省、深圳市环保部门的有关规定， 排放标准为：BOD520mg/L; CODCr60mg/L;SS 20mg/L; NH3 - N 15mg/L;TP0.5mg/L。2、工艺流程 盐田污水处理厂近期工艺流程见图 1 所示。3、MSBR 系统工作原理 本污水厂中心处理构筑物为MSBR系统， 它担负着降低 BOD、SS、除磷脱氮的任务。 MSBR即改良型 SBR， 它实 际 是 由A2/O 工 艺与 SBR 系统 串 联 而成， 工作原理见图2。4、主要构建筑物工程设计 粗格栅与提升泵房 粗格栅与提升泵房合建。粗格栅井与泵坑均分为 2 格。粗格栅井设 2 台机械粗格栅， 型式为钢丝绳牵引式， B=1.5m， b=20mm，安装倾角为 80 。 泵坑内设潜水泵4 台 ， 3 用 l 备 。 潜 水 泵 Q =0.375m2/s， H=9.00m， N=45kW。 细格栅渠与沉砂池 细格栅渠与沉砂池合建， 土建按 20 万 m3/d 规模设计， 设备按 12 万 m3/d 规模安装。细格栅渠共 4 条栅渠， 近期在 2 条栅渠中安装细格栅。采用回转式细格栅， B=1.2m， b=5mm， 安装倾角 =75 ， 栅前水深 1.5m， 过栅流速 v=0.88m/s。沉砂池采用 360 比氏沉砂池， 直径 6.1m， 共 2 座。 MSBR 系统 MSBR 系统包括 7 个单元， 7个单元组合成 1 座矩形池， 单座池 设 计 规 模 4 104m3/d， 尺 寸66.9m 57.8m 6.9( 8.9)m， 它由回流污泥浓缩池( 2#单元)、 缺氧池( 3#单元)、 厌氧池( 4#单元)、 缺氧 厌氧池( 5#单元)、 好氧池( 6#单元)、 2 个 SBR 池 ( 1#单元、 7#单元)组成。 单座 MSBR 系统水力停留时间 HTR=14.31h。各单元分配见表 1。 消毒接触池 接触池近期建 1 座， 停留时间为 32min。 加氯点设在接触池前的阀门井内， 氯水与处理后污水在管道中混合后进入接触池充分接触消毒。 鼓风机房 鼓风机房土建按远期设计规模一次建成， 设备分期安装。近期安装 5 台离心鼓风机， 单台风机Q =162.5m3/min， H =7.5mH2O， N =250kW， V=380V， 调整范围 45%100%。 加药、 加氯间 加药间和加氯间为合建式建筑物。 加药间为污水除磷加药服务， 化学药剂采用 FeSO4， FeSO4产品纯度以 90%计， 溶解度按15%计， 近期 ( 12 万 m3/d) 纯：FeSO4 设计投加量 1474kg/d， 商品 FeSO4 设计投加量 1638kg/d。加药间内设计有 2 套溶药池、 吸液池， 每座池内设 N=4.0kW 搅拌器 1 台， 药液采用计量泵投加， 近期共设 4 台泵( 3 用1备) ， Q=167L/h， H=0.3MPa。 加氯间为加氯系统服务， 药剂采用液氯， 投氯量 10mg/L。 污泥浓缩脱水间 污泥浓缩脱水间土建按远期设计规模一次建成， 设备分期安装， 平面尺寸 36.0m 15.0m 8.0m。近期设计干泥量 15.6tDs /d， 进泥含固率 0.8%， 出泥含固率 22%。近期安装 3 台一体式浓缩、 脱水离心机， Q=40m3/h， N 主 机 =75kw，N副机=15kw。 软弱地基处理设计 本污水厂场地是经海域填土形成的陆地， 除上部为填土外， 下卧软弱土层有淤泥及细砂层， 淤泥层厚 0.5 7.0m， 天然含水量59.6% 10l%， 孔隙比 1.67 1.90，细砂层厚 0.7 8.5m， 天然含水量为 11.5% 37.0%， 孔隙比 0.441.02， 软弱土层总厚度为 0.78.90m， 细砂层具轻微 中等液化性， 同时场地地下水对钢结构及钢筋砼中的钢筋具有中强腐蚀性。本场地地基条件较差， 经过大量的研究及调查工作后， 对大型水池 MSBR 池采用了经济、可靠的端扩锚筋碎石桩进行地基处理， 该桩型是一种三合一的复合桩处理地基液化以及满足构筑物承载力和抗浮力要求的新方法。根据 MSBR 池的承载力要求， 采用挤密碎石桩和端扩加锚筋碎石桩复合桩型并按等腰三角形布置， 挤密碎石桩和端扩加锚筋碎石桩桩径均为 de=500mm， 单桩截面积 Ad=0.196m2， 单桩加固面积A=2.25m2， 其 面 积 置 换 率 m=8.7%， 端扩加锚筋碎石桩由抗拔锚固头( 夯扩头)、 抗拔钢筋及碎石桩三部分组成。端扩加锚筋碎石桩锚筋采用增加腐蚀余量及防腐涂层厚度的方法来提高抗腐蚀能力， 满足端扩加锚筋碎石桩设计基准期 50 年的要求。二、 设计特点 针对本工程用地紧张的实际情况在国内首次采用了 MSBR工艺， 该工艺集约程度高、占地省、 工艺新颖、 先进、 可靠。 在国内首次在生化池系统内采用了浮筒式搅拌器、可升降曝气器及空气出水堰等新型设备， 这些设备先进且维修方便， 可以在 MSBR 一系统不停产的情况下进行设备检修和维护。 在 MSBR 系统中设置了回流污泥浓缩池， 浓缩后污泥流入厌氧池， 上清液直接流至好氧池或缺氧池， 这样避免了浓缩污泥中硝酸盐对厌氧池释磷的影响， 强化了系统生物除磷功能， 此回流污泥浓缩技术属美国专利技术。 MSBR 系统具有多种运行模式， 根据进、 出水水质可按倒置A/A/O 工艺或五段式 bardenpho工艺或改良 A/A/O 工艺灵活运行， 目前按改良 A/A/O 工艺运行， 出水水质良好。 根据污水厂软弱地基且细砂层液化问题严重的情况经过多方案研究在国内率先采用了经济可靠且施工方便的端扩锚筋碎石桩地基处理技术， 很好地解决了大型水池地基承载力及抗拔力，同时也解决了淤泥质细砂层的液化问题。三、 运行效果及达标情况1、 运行效果 盐田污水厂 2005 年 1 12 月平均出水水质见表2。 从表中看出平均 进 水 BOD5、 SS、 CODCr、 NH3 -N、TN、 TP等值有些时间超过设计值，但出水水质较稳定且优于设计值。2、 达标效果 盐田污水厂投产运行 6 年多以来， 运行正常， 出水水质优于设计水质完全达到 城镇污水厂污染物排放 (GB18918- 2002) 中的一级 B标准要求， 部分指标还达到一级 A标准要求。四、 工程设计、 运行