浅析SBR工艺在污水处理中的应用

2011-01-31陈智勇

科学之友 2011年10期

陈智勇

（广州宇晴环境顾问工程有限公司，广东广州 510000）

随着自动化技术及在线监测技术的飞速发展，为SBR工艺的发展和应用提供了前提条件，因为对污水处理工艺进行自动化监测和实时控制是提高污水处理效率、降低处理能耗的关键，所以SBR工艺也是各种污水处理工艺中对自动化系统要求较高的一种工艺。SBR反应过程主要是在生物反应池内进行的，该工艺主要由进水、曝气、沉淀、排水和闲置等五个阶段组成。SBR工艺的处理效果主要取决于其运行参数，其中主要参数包括各反应段时间及曝气强度。一般采用以PLC为核心的工艺过程自动监控系统，实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备及各反应段时间，使水质达到国家规定的排放标准。

广州番禺某城镇污水处理厂2001年底建成投入使用，占地14.46 hm2，采用SBR的改良DAT－TAT活性污泥工艺，日处理污水25万t。本文以广州番禺某城镇污水处理厂为例，对新SBR法在城镇污水处理厂的应用进行了分析。

1 SBR法在污水处理厂的应用

1.1 工艺流程

图1 工艺流程

1.2 关键技术处理

1.2.1 旋流沉砂池

为了避免在 SBR池中可能出现漂流物，从而影响出水，在沉砂池前设置细格栅4台，每台直径2 400 mm，栅条间距10 mm，以进一步去除污水中的悬浮物。细格栅下游设2个系列共设4座旋流沉砂池，设计峰值流55万m3/d，每组（2座旋流沉砂池）处理能力为11 458.33 m3/h。每池处理能力为1 750 L/s。

1.2.2 巴氏计量槽

沉砂池下游为巴氏计量槽，槽内安装一台超声波流量计，渠道内设pH计及温度计，信号送入PLC，用来对污水厂进水进行水量、酸碱度和温度的连续监测。当外界这些监测结果突然发生较大幅度变化时，可以及时采取相应措施避免进厂污水进入SBR池冲击活性污泥。

1.2.3 均匀配水

由于工程规模大，共有9组SBR池，每组池的边池交替进水，配水管路长，容易配水不均匀，因此在设计过程中采用渠道配水，并在恒水位下交替运行，减少了管道、闸门、水泵等用量，降低了运行成本。设计采用轻型电动启闭闸门，操作时轻便、快速、不漏水。

反应池的配水井将2组沉砂池的污水汇集后，将其中25万m3/d经超越管排出厂外，另25万m3/d（峰值32.5万m3/d）进入SBR反应池处理。

1.2.4 接触池

为保证液氯的消毒效果，加氯后的水应在接触池中停留30 min后排入水体。

1.2.5 运行程序

由于SBR反应池DAT－IAT系统采用连续进水，间歇出水方式运行，反应池既作生化反应池又作沉淀池，因此每个运行周期中进水时间、各个反应段时间、沉淀时间的不同都影响着处理效果，所以在生产运行中根据具体情况进行优化。

1.3 工程设计

1.3.1 设计规模及水质

处理规模为25万m3/d。污水综合变化系数K取1.30，截流倍数 2.2，即雨季时提升泵房、格栅，沉砂池总处理能力为55万m3/d，生化系统、消毒系统处理能力为25万m3/d。

1.3.2 主要设备及参数

（1）进水泵。进水泵型号为 CP3602潜水排污泵，共 10台，9用1备。单台技术参数如下：流量Q＝5 062 m3/h，扬程H＝12.0，电机功率215 kW。进水泵系统控制采用就地手动和PLC自动控制2种形式。

（2）鼓风机房。鼓风机房内设4台高速离心鼓风机。单台鼓风机流量为24 000 m3/h，功率630 kW。鼓风机的工作过程是通过现场控制盘来实现，该盘由PLC触摸屏及控制水泵、电加热器、出口阀门等电器组成，并具有与上位协调能力机的通讯功能。

（3）污泥脱水机房。脱水机房内设3台离心式脱水机，单台处理量 25 m3/d。经离心脱水机的剩余活性污泥的含水率达80%以下。

1.4 电控设计

该污水处理厂自控系统采用集散式控制，设一个中央控制室。下设5个现场控制站。中控室设置2台计算机互为热备份，当一台计算机发生故障时，另一台计算机自动投入，代替发生故障的计算机。工程师可通过专用键盘对控制系统进行开发、参数修改等。操作员可通过操作键盘切换各种画面，并通过这些画面监视全厂工艺参数的变化情况、设备的运行状态、故障的发生信息。

所有工艺流程中的电机设备由PLC控制，PLC位于专门的控制柜内，上设触摸屏，所有设备运行均采用手动和自动2种控制方式。正常运行时采用自动控制方式，由现场PLC按工艺要求或时间控制池内进气阀、滗水器、剩余污泥泵、回流污泥泵等的运行。气阀由PLC进行开度控制以便跟踪池内的需氧量，参照相应反应池DO仪通过操作人员进行控制。PLC为模块化设计，可在主PLC机上更改某些在线参数。电源断电恢复后，PLC和安装设备自动启动。当设备发生故障时发生警报，并在PC上显示设备状态。

1.5 运行结果

运行中重点解决进出水的自动控制；供气量调节；活性污泥浓度以及厌氧、缺氧段的控制问题。经过一段时间的调试运行，目前运行状态稳定，出水均低于设计要求。

从运行情况来看，SBR工艺取得了理想的处理效果（COD去除率88.4%，BOD去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4＋－N和rP也低于设计值，并且在水量超设计规模时各种设备运转正常。可以看出，SBR工艺完全适用于某城镇的污水处理工艺。

2 SBR在发展中的问题

相对于传统连续流活性污泥法， SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术，许多研究工作刚刚起步，缺乏科学的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验，在生产运行过程中发现有些问题需进一步优化。

2.1 污泥浓度的多少对出水水质的影响

污泥浓度的多少对出水水质有一定的影响。当污泥浓度过低时处理不够充分，但出水悬浮物较少；当污泥浓度过高时处理效果好，但出水悬浮物较多。尤其是当污泥沉降比高于60时，在现场可以看见滗水后期有大量带泥现象。直接影响出水水质的视觉效果（悬浮物较多），所以经过运行分析应控制污泥沉降比在15～30之间最为理想。

2.2 曝气头的堵塞问题

每组SBR池（共9组）设DAT池有2 880只曝气头，IAT池有1 376只曝气头，由于污泥沉降于池底和曝气管道进水等原因，容易造成曝气头堵塞和曝气，影响曝气效果，在实际的运行中采用降低水位增加曝气量达到去除沉积在曝气头表面的污泥。对于脱落的曝气头要及时更换或堵塞，以避免影响其他曝气区域，同时要定期打开放空阀排出管道中的积水。