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SBR工艺的变型与发展

作者/来源:管理员   发表时间:2012-10-27 6:06:06
    传统或经典的SBR工艺形式在工程应用中存在一定的局限性。因而在工程应用实践中,SBR传统工艺逐渐发展成了各种新的形式,以下分别介绍几种主要的SBR最新形式。
    1.用期循环延时曝气工艺(ICEAS)
    周期循环延时曝气工艺(Intermittent Cycle Extended Aeration System)是20世纪80年代初在澳大利亚发展起来的一种污水处理工艺,是SBR工艺的一种变型。其采用连续进水、间歇排水的运行方式,解决了SBR工艺中间歇进水带来的麻烦。
    与传统的SBR法相比,ICEAS工艺做了两项改变:一是在运行方式上,采用连续进水、间歇排水的运行方式,即使在沉淀期和排水期也可保持进水,使反应池没有进水阶段和闲置阶段之分;二是在反应器的构造上,在反应区的前端用隔墙增加了一个预反应区,将反应区分成了小体积的预反应区和大体积的主反应区两个区段,体积比为l:300污水连续进入预反应区,然后通过隔墙下端的小孔以层流速度进入主反应区,沿主反应区池底扩散,对主反应区在沉淀期间混合液的分离基本上不造成搅动,因此主反应区即使连续进水,也可以同时沉淀、排水,不影响污水处理的进程,特别是在小水量的连续进水情况下,单池就能解决问题。
    另外,新增的预反应区同时也是一个生物选择器,有利于絮凝状细菌的生长,并抑制能引起污泥膨胀的丝状细菌的生长。在该区域,有机物被吸附到微生物上,所以预反应区对进水水质、水量、pH和毒物的冲击具有巨大的缓冲作用,可提高整个系统的效率,在主反应区内,污水连续进入,并可根据污水性质进行曝气、缺氧搅拌等操作。
    ICEAS与传统的SBR工艺相比较,具有以下优点:污泥龄长,剩余污泥小,脱氮除磷效果好;可接受处理对象为连续排放的污水,配水稳定,简化了操作程序;可用于较大型污水处理厂。ICEAS工艺仍延续了传统SBR工艺的一些不足之处,例如,容积利用率低,一般不超过60%,池容相对较大;相当一段时间曝气设备闲置,设备利用率不高;水头损失较大。另外,由于是连续进水,尤其是在沉淀和排水阶段不停水,所以或多或少要对沉淀和排水产生一定的干扰;出水水质不如传统SBR工艺。
    2.循环式活性污泥法工艺(CAST/CASS)
    循环式活性污泥法( CAST)是SBR工艺的一种新的形式。 CAST方法在20世纪70年代开始得到研究和应用。与ICEAS相比,其预反应区容积较小,是设计更加优化合理的生物选择器。该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中,在运作方式上沉淀阶段不进水,使排水的稳定性得到保障。通行的CAST一般分为三个反应区:一区为生物选择器;二区为缺氧区;三区为好氧区。各区容积之比一般为1:5:300
    CAST预反应区(生物选择器)的设置和污泥回流的措施保证了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷( So/Xo)阶段,从而有利于系统中絮凝性细菌的生长,并可以提高污泥的活性,使其快速地去除废水中溶解性易降解基质,进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖;同时沉淀阶段不进水,保证了污泥沉降无水力干扰,在静止环境中进行,可以进一步保证系统有良好的分离效果。以上这些特点使CAST系统的运行不取决于水处理厂的进水情况,可以在任意进水速率并且反应器在完全混合条件下运行而不发生污泥膨胀。
    CAST方法主要有以下特点:
    1.工艺流程非常简单,土建和设备投资低(无初沉池和二沉池以及规模较大的回流污泥泵站);
    2.能很好地缓冲进水水质、水量的波动,运行灵活;
    3.在进行生物脱氮、除磷操作时,整个工艺的运行得到良好的控制,处理出水水质尤其是脱氮、除磷的效果显著优于传统活性污泥法;
    4.运行简单,无需进行大量的污泥回流和内回流。
    由于以上特点,近几年来CAST在全世界范围内得到了广泛的推广。 CAST不同于SBR和ICEAS,在沉淀阶段不进水,并增加了污泥回流,因此,系统较为复杂,但其优点是脱氮、除磷效果较好。
    CASS( Cyclic Activated Sludge System)工艺与ICEAS在工艺流程上差别不大,只是污泥负荷不同o ICEAS属周期循环延时曝气范畴,污泥负荷通常控制在0.04~0. 05kgBODs/( kgMLSS.d)之间。
    CASS工艺与间歇进水的SBR或CAST工艺比较具有以下特点:
    1.CASS反应池由预反应区和主反应区组成,预反应区控制在缺氧状态,因此,提高了对难降解有机物的去除效果。
    2.CASS进水是连续的,因此进水管道上无电磁阀等控制元件,单个池子可独立运行,而SBR或CAST进水过程是间歇的,应用中一般要2个或2个以上池子交替使用,增加了控制系统的复杂程度。
    3.CASS每个周期的排水量一般不超过池内总水量的1/3,而SBR则为1/2~3/4;CASS抗冲击能力较好。
    4.CASS比CAST系统简单,但脱氮、除磷效果不如后者。
    3.连续和间歇曝气工艺(DAT - IAT)
    连续和间歇曝气工艺(Demand Aeration T8nk - Intermittent Aeration Tank)是SBR工艺完善和发展的又一新形式。 DAT -IAT工艺在某种程度上可以看做是传统活性污泥法与传统的SBR工艺有机组合的一种形式。适用于水质水量变化大的情况。
    它的主体处理构筑物被隔成两个大小相同的部分,形成两个串联的反应池,即连续曝气池(DAT池)和间歇曝气池(IAT池)。 DAT池为预反应池,也称为需氧池,基本相当于传统活性污泥法中的曝气池,污水连续进人DAT池,在池中连续曝气,池中水流呈完全混合,绝大部分有机物在这个池中降解;然后通过隔板以层流速度进入IAT池,完成曝气、沉淀、排水、排出剩余污泥等工序,并周期循环;IAT池相当于一个SBR池。
    DAT - IAT工艺具有以下特点:
    1.提高了池容的利用率。污水在DAT池中已经经过连续曝气,可减少单独使用间歇反应器处理所需用曝气量,提高了总的曝气容积比,从而提高池容的利用率。传统SBR工艺的池容利用率一般为50%~60%,而DAT - IAT工艺可使池容利用率达66.7%。
    2.运行操作简便。由于DAT池连续进水,因此不需要增设进水的闸阀及自控装置。
    3.耐冲击负荷。DAT池连续进水、连续曝气起到了水力均衡的作用。
    4、可改变工艺以达到不同的处理要求。DAT池也可以根据处理要求的不同改为间歇曝气,可以根据原水水质水量的变化调整曝气时间,造成缺氧或厌氧环境,达到脱氧、除磷的要求。
    4.一体化活性污泥法工艺(UNITANK)
    UNITANK系统的主体是一个被隔成数个单元的矩形反应池,典型的是三格池。三池之间水力相通,每池都设有曝气设备,既可用鼓风机供气,也可进行机械表面曝气及搅拌;外侧的两池设有出水堰及剩余污泥排放口,它们交替作为曝气池和沉淀池,中间的一个矩形池只作为曝气池。
    UNITANK工艺采用连续进水、周期交替的运行方式。基本运行周期包括两个对称的运行阶段,即左侧进水、右侧出水和右侧进水、左侧出水两个阶段,其间由短暂的过渡段相连。
    UNITANK工艺结合传统SBR法和传统活性污泥法的优点,并进行了一体化设计,故其具有以下基本特点:
    1.UNITANK工艺可以不建单独的沉淀池,并由于沉淀池定时转为曝气池,也可省去污泥回流设施,因此以节省大量投资。
    2.构筑物采用方形池,与传统处理工艺的圆池相比,可以共用池壁,布置紧凑,有利于平面布置,还可以节省土建费用和占地面积。
    3.结构一体化便于完全加盖封闭或建在地下,有利于保温,同时可避免对环境产生不良影响。由于水力连通,中间池壁不受单向水压,而且共用水平底板,提高了结构的稳定性。
    4.各池之间采用渠道配水,减少了管道、闸门、水泵等设备的数量,水头损失小,降低了基建及运行成本。
    5.恒定水位下交替运行,水力负荷稳定,反应器容积利用率高,无需设闲置期;恒水位下运行还省去了价格昂贵的滗水器,采用构造简单的出水堰,从而减少了机械设备的维护、养护工作量。
    6.交替改变进水点,可以相应改善系统各段的污泥负荷,进而改善污泥的沉降性能。
    7.系统的控制采用使用可靠的监测仪表,使生化反应在受控条件下进行,稳定可靠,保证处理效果。

    UNITANK工艺的最大特点是占地小,尤其当曝气池采用8m水深时,布置相当紧凑,有利于城市污水就近处理、就近回用或排放,可大量节省城市基础设施的投资。


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