序批式間歇反應器(Sequence Batch Reactor——SBR)工藝又稱間歇式活性污泥法。
一、SBR的工作原理
在SBR工藝中,主要的反應器只有一個曝氣池,在該曝氣池中循序完成進水、曝氣、沉淀、排水等功能,因此在SBR工藝中反應池內的運行一般可以分為如下的五個工序:
①進水;②曝氣反應;③沉淀:靜止沉淀,效果良好;④排水;⑤閑置
二、SBR的工藝流程與特征
1、SBR的工藝流程
SBR的工藝流程如下所示:
從上述的工藝流程可以看出,與傳統的活性污泥法工藝相比,SBR工藝的流程更簡單,主要表現在以下幾個方面:① 在SBR工藝中無需設置二沉池,也無需污泥回流系統;② 有時還可以不設初沉池,因為在SBR工藝中,一般設計負荷較低,同時由于SBR反應器從時間上來看是一種推流式反應器,具有相對較高的基質降解速率,所以可以降解進水中較多的有機物;③ 這樣簡捷的處理流程有利于平面布置,節省占地。
2、SBR工藝的主要特征
與傳統活性污泥工藝相比,SBR工藝主要具有以下主要特征:
① 無需設置二沉池,其曝氣池兼具二沉池的功能;
② 無需設置污泥回流設備;
③ 在處理某些工業廢水時,一般無需設置調節池,曝氣池可以兼作調節池;
④ 由于SBR的運行過程中,會使得其中的活性污泥交替處在好氧、缺氧狀態,且反應器從時間上來看呈典型的推流式,因此其活性污泥的SVI值較低,易于沉淀,一般不會產生污泥膨脹現象;
⑤ 易于維護管理,如運行管理得當,處理出水水質將優于連續式;
⑥ 通過對運行方式的適當調節,在單一的曝氣池內可完成脫氮和除磷的效果;
⑦ 易于實現自動化控制。
3、SBR工藝的設計
關于SBR的工藝計算與設計,目前尚未建立完全適合于自身特點的計算與設計方法,但有眾多的研究者提出了各自的設計與計算方法;SBR實際上是傳統活性污泥法的一個變形,可沿用傳統活性污泥法的計算公式、設計參數;一般仍用有機負荷法來確定SBR曝氣池容積,即:
式中:V??反應器的有效容積,m3;
n??在1天內運行的周期數;
Q??在每一周期內進入反應器的廢水量,m3;
Si??原廢水的平均BOD5值,kgBOD5/m3;
LvBOD??BOD容積負荷,kgBOD5/m3.d,一般為0.1~0.3 kgBOD5/m3.d。
三、工程實例
1、美國Indiana州的Culver市城市廢水處理廠
從1980年開始改為間歇式運行,有兩座反應器,容積均為440 m3,其運行數據如下表所示:
| 流量/周期 (m3) | MLSS (mg/l) | LsBOD (kgBOD/kgSS.d) | 污泥齡 (d) | 污泥產率 (kgSS/kgBOD) | 能耗 (kwh/kgBOD) |
1# | 95 | 3450 | 0.1 | 3.8 | 0.56 | 3.3 |
2# | 160 | 1950 | 0.25 | 9.5 | 0.82 | 2.1 |
在一個運行周期內的時間安排:
| 進水 | 反應 | 沉淀 | 排放 | 待機 | 一個周期 |
1# | 2.9 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 1.0 | 6.0 |
2# | 3.1 | 0.4 | 0.7 | 0.7 | 1.1 | 6.0 |
|
運行效果如下表所示:
| 原廢水 | 處理水 |
BOD5 | SS | TP | NH3-N | BOD5 | SS | TP |
1# | 130~ 170 | 100~ 120 | 6.2~ 8.5 | 23~ 28 | 3 | 4 | 0.6 |
2# | 6 | 9 | 1.1 |
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