SBR及其变种工艺

1、SBR系列工艺及其脱氮除磷SBR工艺概述SBR工艺并不是一种“新”的污水处理技术。20世纪初，在活性污泥法诞生之时，首先采用的就是这种处理系统(当时称之为fill and draw系统)，但由于当时尚无先进的自动监控技术，使间歇处理所需的控制系统十分繁琐，操作复杂且工作量大，特别是后来由于城市和工业废水处理的规模趋于大型化，使得序批式活性污泥法逐渐被连续式活性污泥法所代替。但是，随着电子计算机的普及应用、相关控制和操作软件的开发，特别是自动监控技术和各类自动化仪器设备的开发与应用，污水处理厂的自动化管理程度得到大大提高，为序批式活性污泥法再度得到深入研究和应用提供了极为有利的先决条件。SBR工

2、艺概述SBR工艺的发展与推广应用，与目前城市污水处理厂建设朝中小型化和分散化的发展趋势密切相关。随着城市建设与发展的生态化、住宅区的分散化，建设中小规模的污水处理设施易于使处理出水就地达标排放；避免因大规模集中排放而对受纳水体造成过大的生态压力；同时也利于废水的分散回用；便于基建投资的筹措，尤其是目前我国随城镇化发展不断涌现的众多中小城镇，其污水的收集与排放具有明显的分散和小型化的特点。SBR工艺概述而且，为了防治缓流水体的富营养化，国家对于二级出水中N、P的控制将越来越严格，迫切需要开发出既能高效去除BOD、COD，又能高效脱N除P的污水处理工艺。而SBR法在经过改进、变型之后能够满足这方面

3、的要求，因而更加提升了其竞争优势。内容框架图传统SBR法的多种运行模式1. 以有机物为主要去除对象的基本运行模式限量曝气传统活性污泥法半限量曝气非限量曝气F:充水R:曝气反应F/R:充水/曝气S:沉淀D:排水排泥I:闲置SBR(sequencing batch reactor activated sludge process)SBR2. 具有脱N、除P、同步脱N除P功能的改进运行模式除P功能脱N功能同步脱N除P功能F/M:充水搅拌R:曝气反应M:停曝搅拌S:沉淀S/SD:边沉淀边排泥D:排水I:闲置SBR工艺特点1. SBR 工艺优点工艺流程简单、构筑物布置紧凑、占地面积小；造价比普通活性污泥

4、少22%、占地少30% 处理效果好，抗冲击负荷能力强，出水水质较稳定； 通过灵活控制，易于实现脱氮除磷；污泥沉降性能好； SBR工艺特点2. SBR工艺缺点自动控制要求高；需专门的排水设备，如对滗水器要求高；后处理设备要求大，如消毒设备；无初沉池，容易产生浮渣； SBR模型图SBR工程应用SBR工程应用间歇循环延时曝气法(ICEAS)ICEAS(intermittently cycle extended aeration system)ICEAS简介ICEAS工艺，于1968年由澳大利亚新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发，并于1976年建成世界上第一座ICEAS污水处理厂。1987年,澳大

5、利亚昆士兰大学联合美国、南非等地的专家又对该工艺进行了改造，使之具有良好的脱氮除磷效果。我国最早采用此工艺的是上海市中药制药厂，于1991年投产。ICEAS(间歇循环活性污泥法)是一种连续进水、间歇曝气和周期排水的工艺，其反应器一般由处于厌氧或缺氧运行状态的预反应区和间歇曝气的主反应区(分建或合建)两部分构成。一般将ICEAS池设计成长宽比为2:14:1的长方形，其中主反应区的容积占总池容积的85%-90%。(1)预反应区(2)主反应区(3)滗水器(4)泥浆泵(5)水下推进器(6)微孔曝气器(7)大气泡扩散器ICEAS反应器工作原理ICEAS工艺特点1. ICEAS工艺优点与SBR相比，预反应

6、区的增设利于改善污泥的沉降性能，亦有助于强化N、P的去除率；连续进水的方式可减少操作和控制的复杂性；其运行周期较短，一般为4-6h(进水曝气时间占一半);ICEAS工艺特点2. ICEAS工艺缺点由于进水贯穿于整个运行周期的各阶段，因而易在沉淀阶段造成水流紊动而影响泥水的快速分离，使单池处理规模受到一定的限制，从而所需ICEAS池数较多。连续进水使整个反应器的运行更趋于完全混合态(SBR为理想推流)，因而其污泥的沉降性能有所下降;ICEAS强调延时曝气，其设计污泥负荷很低(0.04-0.05kg/(kg.d),处理单位水量的容积较大，在占地面积方面没有明显；P的去除效果较差。 循环活性污泥法(

7、CASS/CAST)CASS/CAST( cyclic activated sludge system/technology)CASS/CAST简介CASS和CAST工艺(上世纪80年代开发)，均为循环活性污泥法，其实质都是将可变容积的活性污泥工艺过程与生物选择器原理有机结合的SBR工艺。CASS工艺的前身是ICEAS工艺，而CAST则可视为CASS的改进工艺。CASSCAST池型生物选择区和主反应区生物选择区、缺氧区和主反应区进水、排水形式连续进水、周期排水间歇进水、周期排水曝气方式间歇间歇沉淀半静态静态周期/h4或64或6污泥回流有有脱N功能尚可好除P功能一般好CASS与CAST工艺比较生

8、物选择器简介“生物选择器”的开发与应用是污水处理工程中的一大突破。生物选择器可以是好氧的、缺氧的或厌氧的。CASS和CAST反应池中的生物选择区通常为厌氧或缺氧状态，其主要功能为：有效地抑制丝状菌的繁殖，从而抑制了污泥膨胀；可使污泥中的P在厌氧条件下得到有效释放；充分利用了活性污泥的吸附作用而加速对溶解性有机物的去除，并对难降解有机物起到良好的水解作用；对回流污泥液中的硝酸盐有较显著的反硝化作用，其所去除的氮可占总去除率的20%左右。两者有何区别？比较CASS与ICEASCAST反应池CAST工艺特点1. CAST工艺优点生物选取择区的设置使得污泥的沉降性很好； 借鉴了奥贝尔氧化沟“同步硝化反

9、硝化”的运行模式，加上其前置的厌氧生物反应器，使得CAST成为SBR变型工艺中脱氮除磷功能最好的工艺；可变容积的运行提高了系统对水量水质变化的适应性和操作的灵活性； CAST工艺特点2. CAST工艺缺点自动控制要求很高，对滗水器要求高；要实现对污水的连续处理至少需要两座池；同CASS池一样，容积利用率低。 连续进水间歇曝气法(DAT-IAT/A-DAT-IAT)DAT-IAT(Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank)DAT-IAT简介DAT-IAT工艺是由我国天津市市政工程设计研究院和天津水工业工程设备有限公司合作开发的一种新的SBR变

10、型工艺。它由容积相同的连续曝气、连续进水的DAT反应池和间歇曝气、间歇出水的IAT反应池串联组成，两池中间设有双层导流墙(DAT一侧在中部开口，IAT一侧在底部分口)。DAT-IAT(Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration Tank)DAT-IAT工艺最大的好处是将传统活性污泥法（完全混合式）与SBR法的优势相结合，并缩短了运行周期。该工艺也采用了变水位运行方式。IAT池的运行周期通常为3h，其间曝气1h，沉淀1h，滗水1h，但加上DAT池的连续曝气，总的曝气时间大于2h，满足生物降解需求（SBR法要求曝气时间不得少于2h）。DAT-IAT工作原理

11、图A-DAT-IAT工作原理图DAT-IAT工艺特点1. DAT-IAT 工艺点容积利用率高，为66.7%，节省基建投资；运行周期短，通常为3或4h； 连续进水使对进水的控制大大简化，DAT池起水力均衡作用；对进水负荷及有毒害物质抗冲击能力强，具有处理高浓度有机工业废水的潜力DAT-IAT工艺特点2. DAT-IAT工艺缺点除P效果差；回流污泥量大，能耗高；污泥较易膨胀；影响了间歇运行抑制污泥膨胀等优越性的发挥。改良型序批式活性污泥法(MSBR)MSBR(modified SBR system)MSBR简介MSBR工艺是20世纪80年代在经典SBR工艺的基础上，综合A2/O、CASS、UCT等

12、工艺的特点而开发的一种集约化程度更高的工艺。其在运行稳定性、占地面积、能耗、处理成本等方面，均具有较明显的优势。目前，已在北美和南美、韩国等得到良好的应用。我国深圳市盐田污水处理厂和无锡市新区污水处理厂也采用了这种工艺。MSBR工艺的组成及布置图MSBR 工艺通常将一个运行周期分为6 个时段，每3 个时段为一个半周期，在相邻的两个半周期内，除SBR 池的运行方式不同外，其余各单元运行方式完全一样。MSBR工艺半周期工作原理图MSBR工艺特点厌氧池、两个缺氧池及好氧池始终为连续进水、恒水位运行，因而与经典SBR相比，具有更高的容积利用率； 就废水在MSBR中的流程而言，它是A2/O与经典SBR的

13、串联，整体上以推流方式运行，因而具有比ICEAS和CAST等工艺更高的底物浓度梯度，有得于整体处理效率和出水水质的提高，同时可有效避免污泥膨胀问题；脱N除P效果很好； MSBR工艺特点通过在SBR 池的前端增设挡板，不仅可以避免水力紊动对SBR 沉淀功能的影响，同时挡板前端的水流呈现出自上而下的流动状态，使之形成一个以澄清过滤形式运行的泥水分离过程，使污泥具有更好的接触絮凝效果；MSBR采用“空气堰”控制出水，与间歇滗水的方式相比，可有效避免因短期内滗水速度过快或保护高度控制不当而造成对沉淀污泥的扰动问题，有利于保证澄清出水； 一体化活性污泥法(UNITANK) UNITANK简介UNITAN

14、K工艺,是20世纪90年代初由比利时Seghers公司提出的SBR工艺的一种改进型，它以SBR工艺交替进出水运行方式、三槽式氧化沟的构造形式和A2/O工艺的处理功能为基础，综合了这些工艺的优点，并可通过运行方式的灵活调节，而有效地实现不同的处理功能(其对CODCr和BOD5的处理率一般可达到90%和95%，出水TSS20mg/L)。在该工艺提出后较短的时间内已在25个国家和地区的包括城市污水以及食品、纺织、石油加工、制药、啤酒等30余类工业废水的处理中得到迅速的推广应用。UNITANK有机物去除模式(双主双辅)UNITANK脱N除P模式UNITANK工艺特点1. UNITANK 工艺优点整个系

15、统一体化，结构紧凑、稳定；系统在恒水位条件下连续运行，流程简化，设备减少，无回流，降低成本； UNITANK工艺特点2. UNITANK工艺缺点采用固定堰出水，使得运行过程中必须有一个单元池仅能发挥沉淀分离的功能，因而弱化了经典SBR工艺中各反应器均可发挥多重功能的优势，而与传统工艺趋同；作为有三个单元池构成的UNITANK标准系统，其中各单元池的功能地们并不对等，中间池在整个运行过程中始终作为反应池，并因运行中无污泥回流而导致实际发生的污泥分布不均匀的问题(LUCAS工艺)；除P效果差。 结语SBR工艺作为一种按时间顺序和空间序列运行、以时间推流和空间全混相结合的复合水力流态的间歇活性污泥处理工艺，具有流程简单、效果稳定、占地面积小及具有脱氮除磷能力等优点，成为目前不断深入研究、并逐步广泛应用的一项污水生物处理新技术。在SBR的应用过程中，通过不断探索和改进，发展了诸多的变型工艺，并呈现出明显的发展和演变过程：结语以经典的SBR工艺为基础，通过将具有生物选择功能的预反应区与SB