目 录 第1章序批式活性污泥法(SBR⊥艺)技术概述 1.1普通SBR工作原理 1.1.1进水期 1.1.2反应期 1.1.3沉淀期 1.1.4排水期…………… 233333 .1.5待机期 1.2普通SBR工艺特点………………… 1.3普通SBR工艺装备……………… 1.3.1落水器 3.2曝气装置 1.3.3阀门、排泥系统 1.4传统SBR工艺与其他相关工艺比较……… 1.4.1传统活性污泥法 1.42氧化沟法 1.4.3SBR法 45666788 1.4.4三种工艺的经济比较 1.5SBR工艺的发展 1.5.1间歇式循环延时曝气活性污泥法( ICEAS工艺) 1.5.2CASS工艺……………… 1.5.3CAST工艺 1.6 DAT-IAT工艺 1.6.1DAT-ⅠAT工艺概述 1.6.21) AF-IAT工艺原理 第2章 DATAT工艺设计 1 DAT IAT工艺计算 概 2.1.2DAT-IAT工艺的计算步骤 2.1.3滗水器的设计计算 2.L.1DAT-IAT系统的控制指标与设计、运行操作参数的确定 25 2.2设计计算举例 …29 设计条件 2.2.2计算确定反应池主要尺寸… …29
2.2.3曝气系统的设计计算 2.2.4排水系统设计计算 2.2.5剩余污泥量的计算 第3章工程实例… 3.}天津经济开发区污水处理∫……… 3.1,1工程项目概述 3.1.2污水工程现状… 3.1.3工程设计 3.1.4天津市经济技术开发区污水处理厂运行· 3.1.5影响污水处理厂运行主要因素 31.6活性污泥的培养驯化 9 3.2抚顺三宝屯污水处理厂………… 3.2.1抚顺市排水系统的特点…… 32.2设计规模 3.2.3污水水质 3.2.4污水处理厂工艺设计方案的选择及确定 3.2.5污水处理厂工艺流程设计…… 3.2.6主要处理单元设计…… 3.2.7污水处理厂年运行费用计算 3.2.8设计特点及经验总结… 3.3本溪污水处理厂… 3.3.1城市水系及城市排水系统 3.3.2设计规模 3.33污水水质 3.3.4污永处理厂工艺设计方案的选择及确定… 889 3.3.5工艺设计… 3.3.6厂区平面设计 33.7厂区高程设计…… 888 3.3.8厂区管线设计 3.3.9污水处理工艺设计… 3.3.10进水泵房与进水粗格栅……… 3.3.11污泥处理工艺设计 第4章 DAT-IAT工艺的专用设备… …90 4.1水工业机械设备总体状况与发展简述… 4.1.1概述……… 4.1.2国外水工业机械设备发展的规律及特点 4.1,3国内水工业专用机械设备发展的现状及分类… 4,1.4目前要重点开发的专用机械设备 4.2 DAT-IAT专用机械设备 489 4.2.1格栅除污机…
4.2.2除矽设备 116 4,2,3曝气机械 4.2.4滗水器 42.5污泥浓缩与脱水机械设备……………… 第5章DAT-AT工艺污水处理厂的运行管理…… …⊥40 1运行管理的主要任务 ,2调试运转前的检查和准备(一般要求)………… 2.1机电设备· 5.2.2自控系統 140 5.2.3水池 140 2.4管道 141 2.5闸闽 5.2.6验收 .3一殼的维护 5.3.1机械和仪表的维护…… 5.3.2电气设备维护 3.3处理构筑物的维护 5.3.1清洗周期 3.5防冻 l42 5.3.6防火防爆 142 4DAT-I∧T各工艺构筑物功能简述……… l42 5.4.]进水泵房…… 5.1.2旋流沉砂池 143 5..3SBR反应池 …143 5.1.4鼓风机房及曝气系统 5.4.5加氯间 5,4,6接触池 111 4.7污泥浓缩池 5.4.8污泥混合调节池 144 5.49脱水机房 5DAI-LAT工艺的各个处理单元的操作管理 5.1进水闸篦井 115 5.5.2进水泵房 l15 5.3沉砂泡、计量槽 5.5.1沉砂池主要设备操作规桯 5.5.5 DAT-IAT反应池 5.5.6主要设备操作规程 158 5.6DAT-IAT反应池的运行管理 6.1验收DAT-IA反应池曝气系统的重点检查内容 6、2活性污泥的培养和驯化…………… 160
5.6.3试运行中主要运行参数的调节与观测… 5.6.4水质管理 5.6.5鼓风机房… 5.6.6加氡间……… 172 5.6.7接触泡 56.8污泥浓缩池 5.6.9污泥浓縮泵房… 5.6.10脱水机房 …175 5.6.11自动药液制备装置操作说明 5.6.12加药泵的操作说明 5.6.13进泥泵的操作说明 179 6.14控制系统构成及功能… ……181 5,6.15自动化系统的操作规程……… 183 5.6.16在线仪表的维护与保茶… ………184 5,6.17电站操作制度 5.6.18关于安全的几个问题 56.19主要控制策略 5.6.20SBR反应池取样规定(供参考) 191 5.6.21主要工作内容 ……192 5,6.22化验室的管理细则(供参考) 94 附录Ⅰ DATAT工艺的试验研究 1.1试验的目的和主要研究内容 1.2试验装置与方法…… 197 l.3DAT-IAT系统处瑆城市生活污水试验结果及分析 附录2A/ DAT-IAT工艺的试验研究 212 2.1系统的生物净化过程和机理 2.2试验装置与分析方法 215 2.3系统的启动 2.4前置厌氧反应器的DA-IAT工艺运行的试验结果与分析 222 2.5A/ DAT-IAT的工艺特点… ……237
;、; 第1章 露尝e“··●●象●近●。张每 善带带像邻@0●添“;4 ;:序批式活性污泥法(SBR工艺)技术概述 鑫蓄 最初的活性污泥工艺釆用间歇式,称之为充(水)排(水)式反应器( Fill and draw Reacter)。1893年 Wardle处理生活污水所采用的就是这种充排式工艺,将活性污泥混合, 然后进行曝气,停止曝气后混合液开始沉淀,最后排除上清液,留下的活性污泥再开始新的 处理过程。第一座具备生产规模的活性污泥法污水处理厂采用的依然是充排式的运行方式, 并且证明可以达到很好的处理效果 序批式活性污泥法( Sequencing Batch Activated Sludge Process,缩写为SBR)是从充 排式反应器发展而来的,其工作过程是:一个周期内把污水加入反应器中,并在反应器充满 水后开始曝气,污水中的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气,沉淀一定时间将上 清液排出。上述过程可概括为:进水→曝气反应→沉淀→排水,进入下-一个工作周期,如此 循环反复。 从SBR工艺的发展过程来看,作为该工艺的最初形式,充排水式反应器比连续流活性 污泥法产生得还早,主要用于间歇排放的工厂或农村的污水处理,它具有工艺简单、运行稳 定等优点。20世纪20年代末,随着业化的迅猛发展和城市化进程的加快,生活污水和工 业废水排放量剧增,采用充排水式污水处理系统常需要多个反应池,交替运行。当时的自动 控制技术和设备还比较落后,进水、曝气、沉淀、排水等操作都依靠入完成,运行操作十 分烦琐,使得序批式活性污泥法逐渐被连续式活性污泥法所代替。因此,SBR工艺在一段 时间内未能得到推广应用。 近20年来,自控技术及曝气装置的迅速发展和自动化水平的提高重新为其注入了 生机,使其发展成为简单可靠、经济有效和多功能的SBR技术。近年来在世界各地得 到发展,入们对它的研究逐渐增多。在20世纪80华代,国外对其研究进入∫工业化 生产阶段。20世纪80年代末我国的一些科研单位及大专院校也对其展开了妍究,并 在实际工程中开始应用。SB法已成为城市污水处理的主导工艺之一,近10年来已建 成SRR污水处理厂近600座。我国自1985年在上海建成首座处理肉类加工污水的SHR 工艺后,陆续在城市污水及工业废水处理领域得以推广应用,同时,在全闼也掀起了 研究SBR的热潮。随着国内的广泛应用,国内SR专用设备的研究也取得了长足的进 步,开发出了一系列的滗水器及其他专用设备。国家有关主管部门还把SRR专用设备 的产业化和系列化列为“八五”和“九五”科技攻关项月。SRRT艺在我国工业废水 处理领域应用比较广泛,已经建立的S讯工艺处理的污水包括:屠宰废水、苯胺废水
啤洒废水、化废水、淀粉废水等在生活污水处理屮也日趋广泛天津、北京、上海 疒州、福州、昆明、抚顺、本溪等地已有多座SR处理设施。可以看岀,S是一种 问效、经济、管理简便·适用于屮、小水量污水处理的I艺,具有广閥的应用 前景 问时随着技术的发展,对SR的生化动力学及其在工艺上的优越性有了史深的了解 美国、澳大利亚、日本、德国等许多闰家和地区都展开∫对SBR法的研究和应用工作,使 二MBR法在世界范围得到了越来越深入的研究和越来越广泛的应用。随着人们对SBR研究的 深入·新型的SBR工艺不断出现·其变型工艺有 ICEAS「:艺( Intermittent Cyclic Extend 水 ed Aeration System)、IDAl.⊥艺( Intermitlent I) Decanted Aerated lagoons)、IDEA丁艺 Internilicnt Decanted Extended^ lerated)、循环式活性污泥法(( yclic Activated Sludge 技 c thnology·简称(ASI艺)、(ASSL艺( Cyclic Activated Sludge System)以及DA IAT艺( Demand Aeration Tank- Intermitlent Aeration!ank)等。 l.1 鲁缩脊 普通SBR工作原理 普通SBR是传统活性污泥法的·种变形,它的反应机制以及污染物质的去除机制和传 统活性污泥法基木桕同,仅运行操作不一样 传统活性污泥法利用微生物去除有机物,首先需要微生物将有机物转化为二氧化 碳和水及微生物菌体,反应后需要将微生物保存下米,在适当时间通过排除剩余污泥 从系统屮除去新增的徼生物。活性污泥法工艺是从空间上进行这一过程,污水首先进 入反应池,然后进入沉淀池对混合液进行沉淀·与微生物分离后的上清液外排。而 SBR[艺则是通过在时问匕的交替实现这一过程,它在流程卜只设一个池子,将曝气 池和沉池的功能集中在该池 兼有水质水量的调节、微物降解有机物和固液分 离等功能 普通序批式活性污泥法的核心是其反应池,该池集传统活性污泥法的调节池、初次 沉淀池、曝气池、二次沉淀池于一体,使处理过程大大简化,整个工艺简沽.运行操作叫 通过自动控制装置完成,管理简单·投资较省。序批式活性污泥法中“序批式”包括两层 含义:ˉ-是运行操作在空间上按序列、间歇的方式进行·处理系统中至少需要两个或多个 反应器交替运行,因此,从总体上污水是按顺序依次进入每个反应器,而各反应器相互协 调作为--个有机的整体完成污水净化功能,但对每…个反应器则是间歇进水和问歇排水 是蝕个反应器的运行操作分阶段、按时间顺序进行。典型SRI艺的一个完整运行周 期由扛个阶段组成,即进水期、反应期、沉淀期、排水期和闲置期。从第次进水开始到 第∷二次进水开始称为一个工作周期、所以S在时间上的交替运行就是它的工作 方式。 因此它是一种间歇进水、变容积、完全混合、单池操作、静置沉淀的新型活性污泥法。 图1-1-1为SBR工艺的基本操作运行模式 在SHR的运行中,每个周期循环过程即进水、反应,沉淀、排放和待机都是可进行控 制的
序批式活性污泥法(SBR.艺)技术概述 进水 沉淀 放 图1-1-」SR「艺的基木操作运行模式 1.1.1进水期 指从向反应器开始进水至到达反应器最大容积时的·毀时间。普通SBR按进水方式可 分间歇进水和连续进水两种方式。间歇进水的SBR,按进水期曝气与否又可分为限制曝气、 丫限制曝气和非限制曝气三种,运行时可根据不同微牛物的生长特点、废水的特性和要达到 的处埋日标,采用非限制曝气、半限制曝气和限制曝气方式进水,通过控制进水阶段的环 境·就实现了在反应器不变的情况下完成多种处理功能,同时起到调节的作用 l,I2:反应期 此阶段是整个反应阶段中的最主要的时期,可根据反应的日的决定进行曝气或搅拌,即 进行好氧反应或缺氧反应。在反应期通过改变反应条件,不仅可以达到有机物降解的目的, 而且可以取得脱氮、除磷的效果。例如为达到脱氮的目,可通过好氧反应(曝气)进行氧 化、硝化,然后通过缺氧反应(搅拌)进行反硝化米实现脱氮。有的为了沉淀工序效果好 在最后工序短时问内进行曝气,去除附着污泥上的氮气 L.L.3.沉淀鹕 沉淀的目的是固液分离,本工序反应器相当于二沉池,停止曝气和搅拌,污泥絮体和上 清液分离。由于在沉淀时反应器内是完全静止的,效果显然比连续流工艺要好。沉淀过程一 般由时间控制,沉淀时间在1.0~L.5h之间。污泥层要求保持在排水设备的下面,随着测量 仪器的发展,可自动监测污泥层,因此可根据污泥沉降性能前改变沉淀时间 11.4排水期? 其∏的是从反应器中排除上清液,-直滗到循环开始的最低水位,该水们离污泥层还要 有一定的保护高度,以防止出水水质变差。反应器底部沉降下来的污泥大部分作为下一个周 沏的回流污泥,过剩的污洮可在排水阶段排除,也叮在待机阶段排除 1.1.5待机期 沉淀之后到下个周期廾始的期间称为待机期。根据需要叮进行搅拌或曝气,此时通常不 进水,而是通过内游呼吸使微牛物的代谢速度和吸附能力得到恢复,为下-个运行周期创造 良好的初始条件。待机不是一个必需步骤,可以去掉。在待机期间根据工艺和处理日的,可
以进行曝气、去除剩余污泥。 在每个运行周期内,各阶段的运行参数都可以根据污水水质和出水指标进行调整,并 叫根据实际情况省去其中的某一个阶段(如待机阶段),还可把反应期与进水期合并,或在 进水阶段同时曝气等,系统的运行方式十分灵活 今●番 普通SBR工艺特点 SBR法适合当前好氧生化处理丁艺的发展趋势,属简易、高效、低耗的污水处理⊥艺 技与其他活性污泥处理技术比较有以下优点。 ①SBR系统以一个反应池取代了传统方法及其他变型方法中的调节池、初次沉淀池 噪气池及二次沉淀池,整体结构紧凑简单,系统操作简单且更具有灵活性。 ⑨投资省,运行费用低,它要比传统活性污泥法节省基建投资额30%左右。 ③SBR反应池具有调节池的作用,可最大限度地承受高峰流量、高峰BOD浓度及有毒 化学物质对系统的影响 SBR在固液分离时水体接近完全静止状态,不会发生短流现象,同时、在沉淀阶段 整个SBR反应池容积都用于固液分离,较小的活性污泥颗粒都可得到有效的闹液分离,因 此,小珉的出水质量高于其他的生物处理方法。 ⑤SRR反应过程基质浓度变化规律与推流式反应器是一致的扩散系数低。易产生污 泥膨胀的丝状细菌在SR反应池中得到有效的抑制。在较低负荷运行时,SBR中存有随时 间而发生的较大基质浓度梯度,这一浓度梯度抑制∫丝状菌的生长而有利于非丝状菌的生 长,从而防止污泥的膨胀。在高负荷运行时、非丝状菌积累容易达到饱和时,基质浓度很 扃、非丝状菌的增长优势已不冇在·丝状菌反而增长较快,所以高负荷时要有适当的空载噪 气时间。网时S反应池污泥指数较低,剩余污泥得到好氧稳定·有利于浓缩脱水。 ⑥系统通过好氧/厌氧交运行,能够在去除有机物的冋时达到较好的脱氮除磷效果。 ⑦处理流程短,控制灵活,可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量,改变运行 周期及工艺处理方法,适应性很强 ⑧系统处理构筑物少、布置紧凑、节省占地 出于具有以上诸多优点,SBR近年来在国内外得到了较广泛的应用。但它也有不足之 处.如在实际工作中,废水排放规律与SR间歇进水的要求存在不匹配问题,特别是水量 较大时,需多套反应池并联运行·增加了控制系统的复杂性。 卷卷象份帝的 普通SBR工艺装备 L3.I落水醫 SR工艺中单个反应器的排水形式,均采用静止沉淀、集中排水(或滗水)的方式运
序批式活性污泥法(SB工艺)技术概述 第 行,由于集中滗水时间较短,因此每次滗水的流量较大,这就需要在知时间大量排水的状态1 下,对反应器内的污泥不造成扰动,因而需安装特別的排水装置一滗水器。 滗水器是随着S而发展起来的,早期的SR系统采用于动形式进行滗水,如采用在 反应器不同高度上安装排水阀门或排水量,根据反应的周期娑求定时、定量排出处理后的 污水。这种滗水方式仅适用于小型的SBR污水处理设施,其滗水效果不理想,大型的污水 处理系统尢法采用 在SBR系统中,也像其他处理I艺一样,需用·定量的水处理机械设备,SBR工艺中 最关键的设备是灌水器.又称自功浮式水堰。它能在需滗水时将上清液滗出,而在进水、反 应、沉淀等T序不影响工艺进行。它既具备对水量变化的可调节性,有良好的水力及机械性 能·又能随水位变化而自功升降。所以滗水器研制的关键是解决水堰滗水过程中,堰体(包 括堰凵、管道及装置)与动水流之间形成劬态平衡,使之随出水量的不同而达到不同的浸没 深度,并使之随水位变化所升降的响应足够的快,以满足其均匀连续排放的要求。 要使自动浮动式水堰即滗水器漂浮在水面上,首先要解决的是堰冂至池外之间,连有一 段特殊的载体管道,它能随堰体的升降而变化。当需要滗水时,池内清水不断涌入浮动堰 冂,再通过管道流向池外。在水流动过科中,一是堰体本身与浮力形成均衡;二是随水面下 降,堰体所处绝对高度也不断下降,要求载体管道不论以何轨迹运动,但其连接堰口部分, 必须也以同样速率变化能达到这一状况,就能实现滗水器的研制开发。 前S反应器中使用的滗水器可分为以下儿种类型: ①电动机械摇动臂式滗水器; 2套筒式灌水器; ③虹吸式滗水器 ④旋转式滗水器; ⑤浮筒式滗水器。 其中①、④和⑤属于有动力式滗水器 滟水器的组成一般为:收水装置、迮接装置及传动装置。收水装置设有挡板、进水槽及 浮子等,其作用是将处理好的上清液收集到滗水器中,再通过管道排放。由于滗水时瞬间流5 最大,在滗水时既要使水顺利通过,又要使反应器中的沉淀污泥不受扰动,更不能使污泥随 水流出,因此收水装置的设计十分重要,特别是在虹吸式滗水器中尤为重要。 滗水器的连接装置是滗水器的又一关键部件。滗水器在排水中需要不断地转动,其连接 装置既要保证运转自由,同时乂要保计密闭性。滗水器的传动装置是保证滗水器正常动作的 关键,不论是采用液压式还是机械式的传动,均需要同自控系统进行有机的结合,通过自动 的程序控制滗水动作。 1.3,2曝气装 SBR曝气装置与活性污泥法基本相同,但由于SR问歇运行的特殊性,其曝气设有 其特殊的要求,如要求曝气器应具备防堵塞、抗瞬间强气流冲击的特点等。SBR上艺的曝 气装置分为机械曝气和鼓风曝气两大类 (1)机槭曝气 SBR机械曝气器可以分为两种类型。一类是表面曝气器、另一类是淹没的叶轮曝气器 包括水下射流曝气)。表面曝气器直接从空气中吸入氧气,叶轮曝气器主要是从曝气池底部
的空气分布系统引入的空气中吸取氧气。表面噪气器设备比较简单,一般为常用的形式,但 在SBRT艺中较少采用。 2)鼓风曝气 SR工艺通常采用微孔曝气器作为鼓风曝气设备。 ①微孔曝气器的布置 SBR工艺微孔曝气器的布置,基夲同传统活性污泥相冋,即采用固定式微孔曝气器 般都密布在池底,距池壁不小于200mm,配气管间距·般为300~75mm、按计算均匀 布置。曝气器也可沿池长按实测的混合液吸氧速率分段采用不同布置密度。 曝气装置除了满足充氧要求外,还应满足搅拌要求。微孔曝气器的安装卜分关键,全池 理的曝气器表面高耋不应超过士5mm。因为曝气器的水压直接影响其救气量,为此,曝气 器安装完成后,要在池内放水,令水面升至曝气器顶面以上25-50cm处进行曝气器的各种 丁程参数检验 ()防止曝气器堵塞的措施 选用平板式、钟罩式、管式等微孔曝气器时·应特别注意防止曝气器堵塞,对于 S}BR匚艺应尽量釆用可变孔式的曝气器,以防堵塞;若采用其他的微孔曝气器,不仪要进 行空气净化处理,同时还要定期进行清理 ③曝气器的再生 当曝气器发生堵塞时,会使其阻力增加,出气量减少,此时须进行更换和再生。对不同 的曝气器,再生力法也不相同 13.3惆门、排泥系统 SB诬行中其曝气、滗水及排泥等过程均采用计算机自动控制系统完成,因此需要配 备相应的电动、气动阀门以便控制气、水的自动进出及关闭。剩余污泥的排放目前均采用潜 水泉的自动排放方式实现。 1.4 象多 传统SBR工艺与其他相关工艺比较 活性污泥法自20世纪初发明以来,得到飞速的发隈。除普通活性污泥法以外,近牛米 国内外应用较多的还有SBR法及氧化沟法τ艺。日前城市污水的处理技术发展较快、类型 较多、生化处理T艺除一育使用范围广泛的传统活性污泥法外,近年来国内外应用较多的有 传统活性法、氧化沟法、SIRR法等 141、传统活性污泥法。 传统活性污泥法,又称普通活性污泥法,是早期开始使用并一直沿用至今的运行方式 它是“前园内外大型城市污水处理普遍采用的方法,天津市26×101:d纪庄子污水处理 大津市40×10td东郊污水处理厂、北京市100×10td高碑店污水处理厂等都是采用 传统活性污泥法。 工艺流程简图见图1-4-1