SBR工艺分析及其在处理造纸废水中的实际应用

1、 节能与环保 SB R (山东轻工业学院 , 山东 济南 250100摘 要 介绍了 SBR , 并对部分关键设关键词 ; ; ; 曝气 SBR (Systems 定序间 , 实际上是 一个好氧反应过程 , 在于它的排水是间歇的而不是连续的 , 比连续流法反 应速度快 , 处理效率高 , 流程短 , 装置结构简单 , 冲击的能力强 。 它分进水 、 曝气 、 沉淀和滗水阶段 , 这 四个阶段都发生在同一个 SBR 池中 , 所以不设二沉 池 , 也无回流污泥 。 加拿大 ADI 公司 SBR 系统从软 件 、 硬件等方面作了很多研究 , SBR 法已经发展到第 三代 , 虽然 SBR 技术在国

2、外发展很快 , 但目前在国内 用于造纸废水处理还比较少见 。 山东华润纸厂采用加 拿大 AD I 公司的 SBR 系统处理造纸废水取得了很好 的效果 。 下面就 SBR 系统及其在造纸废水中的应用 做一下简要的分析 。1 造纸废水的特点造纸废水主要是废纸脱墨浆废水和造纸网下白 水 , 还有一部分生活污水 , 其中的主要污染物为大量的 短小纤维 、 塑料片 、 填料 、 涂料 、 碳酸钙 、 滑石粉 、 油墨 等 ; 废水中 COD 平均含量 3500mg/L 左右 ,SS 平均含 量 3550mg/L 左右 ,p H 值大约 6. 08. 0左右 , 维修清 洗期间水质更差 。2 SBR 系统

3、分析在 SBR 系统中 , 所有活性污泥系统具备的流程 , 包括生物选择 、 曝气 、 沉降 、 澄清等都在一个池内完成 。 SBR 系统在运行时每个反应池都依次经过进水 、 曝 气 、 沉淀 、 滗水等过程 , 称为一个运行周期 。 SBR 典型 的循环周期通常是 6h 和 8h , 见表 1。 表 1 SBR 运行周期时间分配表 h阶段 静态进水 动态进水 曝气反应沉淀滗水合计周期 11. 251. 51. 51. 00. 756. 0周期 22. 02. 02. 01. 01. 08. 0SBR 是一个灵活的处理系统 , 可以通过软件系统来调节每个工序的周期 。 进水阶段所用时间可根据实

4、 收稿日期 :2005-06-15作者简介 :杨增吉 (1977- , 男 , 制浆造纸专业 , 曾在山东晨鸣纸业 公司工作过 , 现在在山东轻工业学院就读制浆造纸专业的硕士研究生。 研究方向 :造纸化学品与功能纸。际排水情况和设备条件而定 , 在进水阶段 , 曝气池在一定程度 上 起 到 了 均 衡 污 水 水 质 、 水 量 的 作 用 , 因 而 SBR 对水质 、 1。 2. 1 进水阶段进水时间是整个循环的一半 (例如整个循环周期 是 8h , 那么进水时间是 4h 。 进水时间由两部分组成 , 第一是静态进水 (不曝气 , 第二是动态进水 (曝气 , 当 进水高度达到最大时 , 进

5、水阀门自动关闭 , 均衡池还继 续储水为另一个 SBR 池进水做准备 。 2. 2 曝气反应阶段反应在进水时就开始了 , 因为在活性污泥中的好 氧菌需要足够的氧气 。在进水期间 , 废水需要溶解氧 增加 ; 当停止进水后 , 微生物菌由于消耗 BOD , 从而使 溶解氧降低 ,SBR 池中溶解氧的增加或减少是由 PL C 来调节的 , 在反应初期 (在 2h 动态进水和 2h 曝气时 所需要的溶解氧最大 。 2. 3 沉淀阶段在一个 SBR 系统中 , 没有二沉池 , 当曝气反应结 束 , 沉淀开始 。 在沉淀阶段 , 不能曝气 , 污泥在重力作 用下 , 沉淀到池底 , 时间通常是 1h 。

6、 这种沉淀过程是 没有扰动的 , 若需要增加沉淀的话 , 可以缩短反应时 间 。 沉淀结束后 , 清液在上层 , 污泥在下层 。 2. 4 滗水阶段沉淀结束 , 滗水就开始 。 清液从滗水器中排出 , 同 时多余的污泥从池底排出 , 排出的最低水位和排出的 污泥量是由 PL C 控制的 , 控制的原则是以不扰动池底 污泥为前提 , 否则 , 扰动固定的污泥层 , 会增加出水的 SS 浓度 。 滗水时间通常是 1h 。3 SBR 工艺的特点构造简单 , 节省投资 。与普通活性污泥法相比 , SBR 系统中曝气 、 沉淀在同一个池内 , 省去了二沉池 、 回流装置和调节池等设施 , 因此工艺流程简

7、单 , 布置紧 凑 , 占地少 , 节省基建投资 。 在处理过程中 , 由于进水 和排水过程非同步进行 , 可避免污泥短路排出影响出 水水质 1;控制灵活 , 可满足各种处理要求 。 SBR 系统各反 应器相互独立 , 可在短期内单独停运检修而不会影响 整个系统的运行 。 一个周期中各个阶段的运行时间 , 总停留时间 , 供气量等都可按照进水水质和出水要求 而加以调节 ;46 2006年 第 3期 黑 龙 江 造 纸 活性污泥性状好 , 污泥产率低 。 由于在进水初期 有机物浓度高 , 污泥絮体内部的菌胶团细菌也能获得 充足的营养 , 因此有利于菌胶团细菌的生长 , 污泥结构 紧凑 , 沉降性

8、能良好 。 此外在沉降初期几乎是在静态 状态下沉降 , 因此污泥沉降时间短 , 效率高 2;脱氮效果好 。 SBR 系统通过控制合适的曝气 、 停 气时间为硝化细菌和反硝化细菌创造良好的硝化脱氮 条件 , 并能促进脱磷菌摄磷过程的顺利完成 3。4 主要设备选型的分析艺技术 , , 4. 1 曝气设备曝气设备是 , 它的 。 空 气中的氧向水中转移 , 通常以刘易斯 (Lewis 和怀特 曼 (Whit man 的气液双膜理论为理论基础 。 的特点是 :当气 、 液两相作相对运动时 , 侧分别存在气体边界层 (气膜 和液体边界层 (液膜 , 气膜和液膜均属层流 。 氧的转移就是在气 、 液双膜进

9、行分子扩散和在膜外进行对流扩散的过程 3。 不同的 曝气设备 , 其充氧效能是不一样的 , 通常用两个指标来 衡量 :动力效率 E P 和氧转移能力 E A 。 动力效率是指 1kW h 电所能转移到液体中去的氧量 (kg/kW h 。 氧转移效率也称氧利用率 (E A 是指鼓风曝气转移到 液体中的氧占供给的氧的百分率 , 即 :E A ( =(R 0÷S ×100式中 :S 供氧量 ,kg/hR 0 吸氧量 ,kg/h 良好的曝气设备应当具有较高的动力效率和氧转 移效率 4。 常用于造纸废水的几种曝气设备有 :表面曝气设备 :属于机械曝气 , 典型设备如叶轮曝 气 , 具

10、有结构简单 、 投资低等特点 , 对水温要求不高 , 但 曝气效能低 , 曝气不均匀 , 有死角 。射流曝气设备 :属于混合曝气 , 曝气均匀没有死 角 , 对水温要求不高 , 但动力消耗大 5。微孔曝气设备 :又分为膜片式和管状式两种 , 前者 曝气效率不错 , 但数量大安装较麻烦 , 而且曝气器上装 有止逆阀 , 损坏后维修比较困难 ; 后者氧利用率高 、 动 力效率高 , 曝气均匀没有死角 , 并且安装容易 , 更换曝 气膜非常方便 。综上所述 , 根据华润公司造纸废水 COD 、 SS 、 BOD 变化大 , 水温不高 ,p H 值呈中性等特点 , 经过比较各 种曝气设备 , 公司最终

11、选择了国外进口的管式微孔曝 气设备 。 4. 2 滗水器滗水器在 SBR 系统运转过程中是一个重要的组 成部分 , 按照滗水方式的不同 , 可分为浮球式 、 套筒式 和虹吸式 ; 从堰口形式上又可分为浮船式和圆盘式等 。 滗水器研制的关键是解决滗水过程中堰口 、 导水软管 和升降控制装置与水之间形成的动态平衡 , 将排水对 底层污泥的干扰降低到最低限度 , 保证出水水质 3。 一台 可 靠 的 滗 水 器 必 须 能 够 防 止 混 合 悬 浮 固 体(ML SS 。 ADI, 使它只需果 。 , 14000m 3/h , 通过增压阀 , 由于滗水器采用不 , 无密封部件的泄露 , 。 4.

12、离心式鼓风机噪音低 , 运行可靠 , 维修率低 , 比罗 茨鼓风机节约能耗 7%10%, 出口风温也相对较低 。5 工艺流程及参数表 2 工艺参数项目原水355013022p H 值6. 08. 06. 57. 57. 07. 5最高温度 / 353535平均温度 / 252525最低温度 /555ML SS /mg L -11150 由表 2可以看出 , 经过 SBR 系统处理以后 , 废水的水质得到了明显的改善 ,COD 降到了 100mg/L 以下 ,SS 降到了 30mg/L 以下 , 完全达到了国家的排放标 准 , 不但给企业的生存和发展带来了空间 , 而且改善了 周围环境 , 给整

13、个社会带来巨大的社会效益 。6 结语SBR 工艺具有延时曝气工艺处理效果好的优点 , 又具有流程简单 、 设备少 、 运行维护方便 、 占地少等优 点 , 随着自控技术的进步 , 这种工艺越来越受到重视 , 并不断派生出多种改良工艺 , 以满足不同目的不同场 合的要求 , 是一种非常有前景的生化处理工艺 。 我国 环境污染与资金短缺的矛盾十分突出 , 而 SBR 工艺正 是一种适合我国国情的处理工艺 , 具有广泛的研究和 应用前景 。参 考 文 献 1 张统 . 间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例 M .北京 :化学工业出版社 ,2002. 2 三废处理工程技术手册 废水卷 M .北京 :化学工业出版社 ,2000. 3 邹家庆 . 工业废水处理技