摘要:综合论述了序批式活性污泥法(SBR)的工作原理和特点,介绍了SBR的工艺发展过程和我国的应用前景。
关键词:SBR;活性污泥法
Abstract: This paper discusses the method of sequencing batch activated sludge ( SBR ) working principle and characteristic, introduced the SBR technology development and application prospect in china.
Key words: SBR; activated sludge
中***分类号:F713.584 文献标识码: A 文章编号:
SBR是序列间歇式活性污泥发(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称。是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,在我国通常被称为序批式活性污泥法。70年代处,美国R・Irvine教授等发起对SBR的研究,而在我国则是最近几年才被引起重视和改良。
1、SBR工作原理:
SBR法将进水、反应、沉淀、排水和闲置等五个基本工序集于一个反应器内,周期性地完成对污水的处理,SBR技术的核心是SBR反应池。其运行周期,各阶段的安排及组合、反应器内混合液体体积等工况可以根据污水水质、水量情况和出水水质要求等灵活掌握。
SBR技术本身是活性污泥法的一种,去除污染物的机理与传统的活性污泥法完全一致,但其操作过程又与活性污泥法根本不同。SBR与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元,整个过程对于单个操作单元而言是间歇进行的,但是通过多个单元组合调度后又是连续的,因而也可以用于工业化大规模生产。这种技术集曝气、沉淀于一池,而不需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需要处沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行,处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,用于再次与污水混合处理,这样依次反复运行,则构成了序批式处理工艺。
***1典型SBR反应器运行模式
2、SBR工艺特点:
SBR是一间歇运行的污水处理工艺,运行时间的有序性,使它不同于传统连续流活性污泥法(CFS)的一些特性:
2.1工艺简单,投资和运行费用节省
SBR的基本工艺一个反应器中完成,所以原则上SBR法的主体工艺设备只有一个反应器,它的普通性污泥相比,不需二沉池、回流污泥及其设备,一般不必设调节池和初沉池。由于SBR工艺简洁,所以它布置紧凑、节省占地,投资和运行费用省。根据美国Crundy Center污水处理厂评价,采用SBR法在二级处理中建设费用节省了19%,整个污水处理厂的费用节省8%。
2.2 操作简单,易于实现自动监测‘遥控操作和自动运行
操作复杂曾经是SBR法的致命弱点,但是随着各种传感器,微处理器和自动执行机构的投入应用,SBR的操作运行已不再需要很多人工操作和操作人员的关注。根对加拿大、美国、澳大利亚等8个SBR污水处理厂的调查结果表明,操作人员普遍认为SBR的操作比传统的连续流工艺简单。只要有可靠硬件配置和可适用的软件支持,SBR完全可以实现无人操作。
2.3 脱氮除磷效果好
废水的自我脱氮除磷需要不同的生态环境和条件,通常需要通过A/A/O (厌氧/缺氧/好氧)工艺来达到去除有机物和氮磷的目的.微生物在好氧阶段吸收废水中的氨氮,少部分氨氮经同化作用转变成菌体物质和其他含氮有机物,大部分氨氮经硝化反应变成硝态氮. 硝态氮在厌氧和缺氧情况下,经反硝化作用还原成气态N。后从水中逸出.在好氧状态下微生物从废水中大量快速吸收磷,以多聚磷酸盐的形式积聚在细胞内,在厌氧情况下,微生物分解多聚磷酸盐获得能量. 经过厌氧状态释放正在磷酸盐的活性污泥,就可达到除磷的目的.
SBR工艺的时间序列性和运行条件上的较大灵活性为其脱氮除磷提供了较好的条件,即SBR工艺在时间序列上提供了缺氧、厌氧和好氧的环境条件,使缺氧条件下实现反硝化,厌氧条件下实现磷的释放和好氧条件下的硝化及磷的过量摄取,从而有效地脱氮除磷.SBR工艺在一个反应器中实现有机物和氮磷的同时去除,是它近年来倍受重视和得到广泛应用的原因之一.
2.4 运行稳定
就反应器本身的混合状态而言,是典型的完全混合式,同时由于其较高的微生物浓度,所以SBR耐冲击负荷能力强,并能承受较高的有机物浓度,甚至是有毒有机物。
好氧、缺氧的交替运行和较大的浓度梯度有效地防止了污泥丝状膨胀,从而使整个系统稳定地运行。
2.5 运行灵活
运行周期,运行方式可以根据需要调整是SBR法的一个显著特点。
在一个运行周期中,各阶段的运行时间、反应器的混合体积可以灵活地加以调整。在反应阶段,如先曝气、后搅拌或搅拌曝气交替进行,可以进行生物脱诞。还可以利用活性污泥对磷的目的。如此灵活的运行,在传统的活性污泥法中是难以在一个反应器中实现的。
3SBR工艺的发展
3.1 ICEAS工艺
ICEAS(intermittent cyclic extended aeration system)工艺的全称是间歇循环延时曝气活性污泥工艺。此工艺是澳大利亚新南威尔士大学与美国的ABJ公司的Mervyn C.Coronszy合作开发的,目前在日本、加拿大、美国、澳大利亚得到广泛的推广应用。1987年,澳大利亚昆士兰大学联合美国、南非的专家对该工艺进行改进,使之具有脱氮除磷的效果,并使废水达到三级处理的要求。随着计算机技术的发展,使该工艺得到进一步发展和推广。目前,国内已有将ICEAS工艺与深井曝气联合处理抗菌素制药废水的报道。
***2 ICEAS工艺流程***
3.2 CASS工艺
CASS(cyclic actiavated sludge system)工艺是一种循环式活性污泥法。该工艺的前身是ICEAS工艺,由Goronszy开发并分别在美国和加拿大获得专利。CASS整个工艺为一间间歇式反应器,在此反应器中进行交替的曝气―不曝气过程的不断重复,将反应过程和泥水的分离过程结合在一个池子中完成。它是SBR工艺和ICEAS工艺的一种更新变形。该工艺和ICEAS工艺一样,是计算机控制系统的应用。CASS工艺以一定的时间序列运行,其行过程包括充水―曝气、充水―泥水分离、上清液滗除和充水―闲置等4个阶段并组成其运行的一个周期。每个CASS反应器由3个区域组成,即生物选择区、兼氧区和主反应区。
与传统的活性污泥处理工艺及SBR工艺相比,CASS工艺具有以下4个方面的特征:(1)根据生物选择原理,利用与主反应区分建或合建、位于系统前端的生物选择器对磷的释放、反硝化作用及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用,增强了系统运行的稳定性;(2)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;(3)根据生物反应动力学原理,采用多池串联运行,使废水在反应器的流动呈现出整体推流而在不同区域内为完全混合的复杂流态,不仅保证了稳定的处理效果,而且提高了容积利用率;(4)通过对生物速率的控制,使反应器以厌氧―缺氧―好氧―缺氧―厌氧的序批方式运行,使其具有良好的脱氮除磷效果,降低了运转费用。
3.3 SAscBBR工艺
韩国学者Yound-Mi Ahn等结合SBR和ABF(activited biofilter process)工艺,并利用SWPP(synthetic waste potyethylene porous)作为生物膜,而形成一种新的工艺―SAscBBR(sequencing annulus sectioned cylindrical biofilm batch reactor)它能够对食品废水进行有效而可靠的治理,并且使农场用过的废旧聚乙烯膜得以循环使用。
4SBR工艺在我国的应用前景
随着我国城镇和工业的迅速发展,废水量逐年增加,水污染日趋严重,日益严重的富营养化问题迫使废水处理设施在去除有机物的基础上进一步对废水进行脱氮除磷。特别是工业废水种类增多,成分更加复杂,芳香烃、卤代物等有毒有害及难降解有机物在废水中的种类和浓度不断增加,这些污染物的去除问题已成为环境保护研究领域的重要课题。就我国的经济实力而言,要利用有限的资金解决日趋严重的水污染问题,就必须要研究开发和利用效率高、投资少、能耗低的废水处理实用技术。随着我国环保事业的发展,需建设许多中小型污水处理设施,且对处理效果的要求越来越高,特别是对脱氮除磷要求的提高,因此,SBR必将成为一个有竞争力的污水处理工艺,具有很好的应用前景。
5 结语
SBR工艺具有普通连续流活性污泥法所不具备的优势,可以说SBR拓展了普通活性污泥的处理能力。目前,SBR主要应用于小型社区生活污水的处理,并已形成标准化产品;在市***污水和工业废水(特别是高浓度和有毒废水)的处理中也有其独特的应用。随着研究的深入,SBR将显示出其更多的优势,证明SBR是一种富有生命力的处理工艺。
参考文献:
[1]何耘,刘 成.序批式活性污泥法(SBR)的研究综述[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),1998,6(1):48~52.
[2] 施伟红等.间歇式活性污泥法在污水处理中的应用.环境保护,1999,9(5):53~56.
[3] 彭永臻.SBR法的五大优点[J]. 中国给水排水,1993,9(2):29~31.
[4] 周雹.SBR工艺的分类和特点[J]. 给水排水.2001.27(2);31~33.
[5]International Symposium on Sequencing Batch Reactor Technology,VOLUME lI:Poster Presentations.Nar.bo nne,France,10― 12 July 2000.
[6]International Sym po sium on Se quencing Batch Reactor Technology.VOLUME I :Oral Presentations.Narbo nne,France.10― 12 July 2000.
[7] 李培睿等.序批式活性污泥法(SBR)[J]. 河南师范大学学报.2003.8(3);72~75.
注:文章内所有公式及***表请以PDF形式查看。
转载请注明出处学文网 » SBR技术分析及其发展