1、概述

SBR也稱為間歇曝氣活性污泥工藝或序批活性污泥工藝。1914年Ardern 和Lockett 在英國(guó)發(fā)明活性污泥時(shí)，采用的就是間歇曝氣。隨著自動(dòng)控制和在線監(jiān)控技術(shù)飛速發(fā)展，為SBR工藝的深入研究和發(fā)展提供了前提條件，20 世紀(jì)70 年代初美國(guó)Irvine 教授詳細(xì)定義和描述了序批式間歇反應(yīng)器，1980年建成投產(chǎn)*個(gè)SBR法污水處理廠。我國(guó)近年來(lái)對(duì)SBR的研究和應(yīng)用開(kāi)展迅速，1985 年在上海建成了我國(guó)*座SBR 廢水處理設(shè)施。

2、SBR 法在城市污水處理廠的應(yīng)用

2.1 工藝流程

圖1 工藝流程

該工藝流程見(jiàn)圖1。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)處理

（1）旋流沉砂池。為了避免在SBR池中可能出現(xiàn)漂流物，從而影響出水，在沉砂池前設(shè)置細(xì)格柵4臺(tái)，每臺(tái)直徑2400mm，柵條間距10mm，以進(jìn)一步去除污水中的懸浮物。細(xì)格柵下游設(shè)2個(gè)系列共設(shè)4座旋流沉砂池，設(shè)計(jì)峰值流55萬(wàn)m3/d，每組（2座旋流沉砂池）處理能力為11458.33 m3/h。每池處理能力為1 750 L/s。

（2）巴氏計(jì)量槽。沉砂池下游為巴氏計(jì)量槽，槽內(nèi)安裝一臺(tái)超聲波流量計(jì)，渠道內(nèi)設(shè)pH計(jì)及溫度計(jì)，信號(hào)送入PLC，用來(lái)對(duì)污水廠進(jìn)水進(jìn)行水量、酸堿度和溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè)。當(dāng)外界這些監(jiān)測(cè)結(jié)果突然發(fā)生較大幅度變化時(shí)，可以及時(shí)采取相應(yīng)措施避免進(jìn)廠污水進(jìn)入SBR池沖擊活性污泥。

（3）均勻配水。由于工程規(guī)模大，共有9組SBR池，每組池的邊池交替進(jìn)水，配水管路長(zhǎng)，容易配水不均勻，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用渠道配水，并在恒水位下交替運(yùn)行，減少了管道、閘門(mén)、水泵等用量，降低了運(yùn)行成本。設(shè)計(jì)采用輕型電動(dòng)啟閉閘門(mén)，操作時(shí)輕便、快速、不漏水。

反應(yīng)池的配水井將2 組沉砂池的污水匯集后，將其中25萬(wàn)m3/d經(jīng)超越管排出廠外，另25萬(wàn)m3/d（峰值32.5 萬(wàn)m3/d）進(jìn)入SBR反應(yīng)池處理。

（4）接觸池。為保證液氨的消毒效果，加氯后的水應(yīng)在接觸池中停留30min后排入水體。

（5）運(yùn)行程序。由于SBR反應(yīng)池DAT-IAT系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)水，間歇出水方式運(yùn)行，反應(yīng)池既作生化反應(yīng)池，又作沉淀池，因此每個(gè)運(yùn)行周期中進(jìn)水時(shí)間、各個(gè)反應(yīng)段時(shí)間、沉淀時(shí)間的不同都影響著處理效果。所以在生產(chǎn)運(yùn)行中根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 工程設(shè)計(jì)

2.3.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

處理規(guī)模為25 萬(wàn)m3/d。污水綜合變化系數(shù)K取1.30，截流倍數(shù)2.2，即雨季時(shí)提升泵房，格柵，沉砂池總處理能力為55萬(wàn)m3/d，生化系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)處理能力為25萬(wàn)m3/d。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

2.3.2 主要設(shè)備及參數(shù)

（1）進(jìn)水泵。進(jìn)水泵型號(hào)為CP3602潛水排污泵，共10臺(tái)，9用1備。單臺(tái)技術(shù)參數(shù)如下：流量Q=5062m3/h，揚(yáng)程H=12.0，電機(jī)功率215kW。進(jìn)水泵系統(tǒng)控制采用就地手動(dòng)和PLC 自動(dòng)控制2種形式。

（2）鼓風(fēng)機(jī)房。鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)4臺(tái)高速離心鼓風(fēng)機(jī)。單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)流量為24000m3/h，功率630kW。

鼓風(fēng)機(jī)的工作過(guò)程是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該盤(pán)由PLC觸摸屏及控制水泵、電加熱器、出口閥門(mén)等電器組成，并且具有與上位協(xié)調(diào)能力機(jī)的通訊功能。

（3）污泥脫水機(jī)房。脫水機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)3臺(tái)離心式脫水機(jī)，單臺(tái)處理量25m3/h。經(jīng)離心脫水機(jī)的剩余活性污泥的含水率達(dá)80%以下。

2.4 電控設(shè)計(jì)

該污水處理廠自控系統(tǒng)采用集散式控制，設(shè)一個(gè)中央控制室。下設(shè)5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站。中控室設(shè)置2臺(tái)計(jì)算機(jī)互為熱備份，當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)投入，代替發(fā)生故障的計(jì)算機(jī)。工程師可通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)、參數(shù)修改等。操作員可通過(guò)操作鍵盤(pán)切換各種畫(huà)面，并通過(guò)這些畫(huà)面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)的變化情況、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障的發(fā)生信息。

所有工藝流程中的電機(jī)設(shè)備由PLC控制，PLC位于專門(mén)的控制柜內(nèi)，上設(shè)觸摸屏，所有設(shè)備運(yùn)行均采用手動(dòng)和自動(dòng)2種控制方式。正常運(yùn)行時(shí)采用自動(dòng)控制方式，由現(xiàn)場(chǎng)PLC按工藝要求或時(shí)間控制池內(nèi)進(jìn)氣閥、潷水器、剩余污泥泵、回流污泥泵等的運(yùn)行。氣閥由PLC進(jìn)行開(kāi)度控制以便跟蹤池內(nèi)的需氧量，參照相應(yīng)反應(yīng)池DO儀通過(guò)操作人員進(jìn)行控制。

PLC為模塊化設(shè)計(jì)，可在主PLC機(jī)上更改某些在線參數(shù)。電源斷電恢復(fù)后，PLC和安裝設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)發(fā)生警報(bào)，并在PC上顯示設(shè)備狀態(tài)。

2.5 運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行中重點(diǎn)解決進(jìn)出水的自動(dòng)控制，供氣量調(diào)節(jié)，活性污泥濃度以及厭氧、缺氧段的控制問(wèn)題。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調(diào)試運(yùn)行，目前運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，出水均低于設(shè)計(jì)要求（表2）。

從運(yùn)行情況來(lái)看，SBR 工藝取得了理想的處理效果（COD去除率88.4%，BOD5去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4+-N 和TP 也低于設(shè)計(jì)值，并且在水量超出設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常?？梢钥闯?，

SBR 工藝*適用于撫順的污水處理工藝。

3、問(wèn)題與討論

在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有些問(wèn)題需進(jìn)一步優(yōu)化。

（1）污泥濃度的多少對(duì)出水水質(zhì)的影響。污泥濃度的多少對(duì)出水水質(zhì)有一定的影響。當(dāng)污泥濃度過(guò)低時(shí)處理不夠充分，但出水懸浮物較少。當(dāng)污泥濃度過(guò)高時(shí)處理效果好但出水懸浮物較多。尤其是當(dāng)污泥沉降比高于60時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)可以看見(jiàn)潷水后期有大量帶泥現(xiàn)象。直接影響出水水質(zhì)的視覺(jué)效果（懸浮物較多），所以經(jīng)過(guò)運(yùn)行分析應(yīng)控制污泥沉降比在15~30之間zui為理想。

（2）曝氣頭的堵塞問(wèn)題。每組SBR池（共9組）設(shè)DAT池有2880只曝氣頭，IAT池有1376只曝氣頭，由于污泥沉降于池底和曝氣管道進(jìn)水等原因，容易造成曝氣頭堵塞和曝氣，影響曝氣效果，在實(shí)際的運(yùn)行中采用降低水位增加曝氣量達(dá)到去除沉積在曝氣頭表面的污泥。對(duì)于脫落的曝氣頭要及時(shí)更換或堵塞，以避免影響其他曝氣區(qū)域。同時(shí)要定期打開(kāi)放空閥排出管道中的積水。

（3）處理成本分析。污水廠的運(yùn)行成本主要在電費(fèi)上，而鼓風(fēng)機(jī)是主要消耗電量的設(shè)備。通過(guò)公式求得風(fēng)機(jī)軸功率：

式中，N為鼓風(fēng)機(jī)的軸功率；G為曝氣量，單位為m3/h；P為風(fēng)壓，單位為kPa。

通過(guò)公式可以看出，在不影響正常出水的情況下，減少風(fēng)機(jī)的曝氣量會(huì)降低鼓風(fēng)機(jī)的軸功率，從而達(dá)到節(jié)省處理費(fèi)的目的。

4、結(jié)語(yǔ)

該工藝的主要性能特點(diǎn)是：運(yùn)行操作靈活，通過(guò)時(shí)間上的有效控制和變化來(lái)滿足多功能的要求，通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣時(shí)間滿足出水水質(zhì)要求，效果穩(wěn)定。工藝簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)池容積小或不設(shè)調(diào)節(jié)池，不設(shè)二次沉淀池，占地少，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。反應(yīng)過(guò)程基質(zhì)溶度梯度大，反應(yīng)推動(dòng)力大，對(duì)水量、水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)。耐有機(jī)負(fù)荷和有毒物質(zhì)負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，運(yùn)行方

式靈活，靜止沉淀，出水水質(zhì)好。厭氧（缺氧）和好氧過(guò)程交替發(fā)生，泥齡短且活性高，能有效地防止污泥膨脹，同時(shí)脫氮除磷效果好。

從SBR 工藝應(yīng)用于撫順三寶屯污水處理廠的運(yùn)行情況來(lái)看，在正式運(yùn)行的多年時(shí)間，其污水處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使渾河的水質(zhì)有明顯改善，其環(huán)境及社會(huì)效益顯著，同時(shí)也為大型城市污水處理廠SBR工藝的應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。