污水序批间歇式反应器技术说明书-翻译

污水序批间歇式反应器技术说明书1.介绍序批式活性污泥法是一种半连续式的活性污泥污水处理系统。

在这个系统中，污水被添加到一个单一的“批”反应器中，处理污水中有害的组分，然后排出。

只使用一个序批式反应器就可以使污水水质均衡，同时得到曝气和净化。

为了使系统的污水处理性能更加优越，两个或两个以上的序批式反应器被用于一个固定的操作顺序。

SBR系统已经成功用于处理城市污水和工业废水。

这个系统最适合用于处理低流量或者间歇流动的污水。

类似于半连续式间歇过程的SBR不是近年来人们的思想发展的产物。

在1914年和1920年之间，一些完全的半连续式系统在运作。

随着新设备和新技术的发展，1950年代晚期和1960年代早期人们对SBR的兴趣再次高涨。

随着曝气设备和控制元件的改进，SBR法和传统的活性污泥系统相比有完全的优越性。

单个SBR过程和传统的活性污泥系统是一样的。

一份1983年美国的EPA报告总结说明“SBR技术采用时间分割的操作方式替代传统活性污泥的空间分割的操作方式”。

SBR和传统的活性污泥法的区别是，SBR 技术通过控制时间顺序使水质均化，生物处理、二次沉淀功能于一池。

在某些情况下，这种类型的反应器还进行初次沉淀。

而在一个传统的活性污泥系统中，这些单独的过程是在不同的池子中进行的。

SBR的一个新的形式是间歇循环延时曝气系统(ICEAS)。

在ICEAS系统中，污水连续的流入反应器中。

这样，和传统SBR相比，这并不是一个真正的间歇式反应器。

ICEAS使用的挡水墙可以缓冲连续污水的流入。

ICEAS在其他方面的设计与SBR非常相似。

2.一个采用SBR工艺污水处理厂的描述一个典型的城市污水SBR工艺流程如图1所示。

在SBR池之前，污水通过格栅去除粗大颗粒物。

然后污水进入一个半充满的反应器中，这个反应器包含一些活性污泥，这些活性污泥是前一个周期污水的成分。

当反应器充满了水，它就像一个传统活性污泥系统，但是污水没有连续的流入或流出。

当生物降解过程完成后，曝气和搅拌过程停止，污泥沉降下来，已经处理的上清液从上面排出。

多余的污泥在一个周期的任意时间排出。

频繁的排出使流入的污水和沉到底层污泥的质量比接近周期循环。

经SBR工艺之后,这一“批”污水可以流入一个调节池，在调节池中，污水的流速和水质得到调节。

在某些情况下，过滤后的污水流入一个附加的池子进行消毒处理。

如图1所阐述的，固体处理系统可包括一个浓缩机和一个好氧硝化池。

SBR系统不像传统活性污泥系统那样需要活性污泥回流泵和初沉污泥泵。

SBR通常只有一个污泥处理系统。

污泥在重力浓缩机处理之前是否需要硝化要根据污泥的特性而定。

图1 一个典型的SBR工艺流程图当SBR池中充满水时SBR池又可以作为一个调节池，使得该系统可以承受最大流量和最大负荷，使污水与序批式反应器相协调。

在许多传统活性污泥系统中需要一个调节池来保护生化系统不受到洪峰流量的冲击，因为洪峰流量可能冲走活性污泥，或者最大负载可能扰乱处理过程。

同样应该注意到的是，SBR工艺在处理城市污水时不需要初次沉淀池。

在大多数常规活性污泥废水处理厂中，生化系统之前必须有一个初次沉淀池。

然而，如果总悬浮固体或者生化需氧量超过400～500 mg/L 时，SBR生产商建议在SBR池前面设置初沉池。

SBR生产商应对历史数据进行评估来决定是否需要在城市污水或者工业废水的SBR池之前设置初沉池或者调节池。

SBR工艺之后是否需要均衡水质依赖于后续的处理工艺。

如果在过滤之前不需要均衡水质，那么过滤器就要被设计成一定的尺寸来接受来自SBR池的一批污水，导致需要一个较大的表面面积来进行过滤。

所以，固定规格的过滤器来接受一批污水通常是不可行的，这就是为什么在SBR池和后续过滤之间要进行调节水量。

大多数传统活性污泥系统不需要在生化系统后面填加单独的调节池，因为传统活性污泥系统水流连续，而且水量更加恒定。

3.适用范围SBR工艺通常用于流量为500加仑/天或更小的流量。

大型SBR厂需要更复杂的操作，这往往阻碍了大流量污水厂使用SBR工艺。

由于SBR工艺具有较小的规模，该工艺在土地有限的地方是很有用的。

此外，如果有必要的话，循环系统可以很方便地进行改进来脱氮除磷。

这使得SBR 能够非常灵活的适应脱氮除磷等参数。

SBR工艺是非常有效的，如果生化处理之外还需要处理的话，比如过滤。

4.优点和缺点SBR的一些优点和缺点列举如下：（1）优点水质的均衡，初次沉淀（大多数情况下)，生物处理，二次沉淀可以在一个单一的反应器中实现。

操作的灵活性和可控性。

占地面积省节省了成本，不需要沉淀池和其他设备。

（2）缺点比常规系统需要更高层次的管理，特别是在一些更大的系统中的时间单位和控制。

自动化要求高。

后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。

排水时间短，并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备，且对滗水器的要求很高。

由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。

5.设计标准对于任何污水处理厂的设计，第一步是要确定预期流入污水的水质特征和污水排放需达到的标准的影响来设计系统。

这些影响包括设计流程的典型参数，每日的最大流量TSS、pH、BOD5、反应温度、总碱度、污水凯式氮(TKN)，氨氮(NH3-N)、总磷(TP)。

对于工业及生活污水，其他特定的参数也是要求的。

国家监管机构应该根据调查确定出水要求。

这些出水参数都要得到国家污染物排放标准许可证。

城市生活污水的典型参数如系统流量、BOD5、TSS、粪大肠菌群。

此外，许多州正在要求去除污水中的营养物质。

因此，总氮(TN)，TKN，NH3-N或TP也是必须的。

当务之急是建立出水要求，因为它们会影响SBR工艺的操作顺序。

例如，如果有一个水体需要养分和NH3-N或TKN，那么硝化过程是必要的。

如果限制TN，那么硝化和反硝化过程都是必要的。

一旦入水和出水的水质特征确定了，那么工程师一般会咨询SBR制造商，让制造商给他们一个设计建议。

基于这些参数，以及其他特定的参数，如温度、系统需要的关键设计参数。

废水系统的一些参数见表1。

一旦关键的设计参数确定了，那么每一天的周期数，池子的个数、反应器体积大小、停留的时间就可以计算出来。

此外，曝气设备、滗水器及相关的管道也可以设计出来。

其他的特殊信息需要用来设计曝气设备，例如厂址所在地的海拔，污水的温度，总溶解的固体浓度。

一个SBR的操作是基于半连续原理，它是由以下五个基本步骤构成：闲置，进水，反应，沉淀，排水。

所有的SBR操作步骤都是在这些步骤之中。

对于工业废水的处理，可行性研究通常用来确定最优操作序列。

对于大多数城市污水处理厂，不需要用可行性研究来确定操作步骤，因为城市污水水量和水质通常是可预测的，而且很多城市污水处理设计者都遵循保守的设计方法。

闲置步骤出现在排水和进水步骤之间，在这期间处理后的污水被排出，流入的污水再增加。

闲置阶段时间的长短依赖于进水的流量和操作序列。

如果使用变化的闲置时间，那么该阶段可以均衡污水。

根据操作序列，混合活性污泥和剩余污泥也可以在这一阶段进行。

在进水阶段，污水逐渐在反应器中增加。

以下三个变化为进水阶段服务的，任何或全部都依赖于操作序列:静态进水，混合曝气进水和完全曝气进水。

静态进水过程中，废水增加了SBR池中的活性污泥。

静态进水的特征是没有混合或曝气，这就意味着当开始混合时，将有一个高浓度的基础。

高的F:M的比值创造一个有利于絮状沉淀形成活性污泥的环境，提供了良好的沉降特性污泥。

此外，静态进水条件适合生产内源呼吸产物的生物体，需要生物除磷。

静态进水好比传统活性污泥系统使用“选择”区域来控制F:M比率。

混合进水的分类依据是这个过程混合了入水中的有机物和原有水中的活性污泥，开始了生化反应。

在混合进水过程中，细菌生化降解有机物，消耗溶解氧或者选择电子受体，如硝酸盐-氮。

在这个环境里，脱氮可能发生在这一缺氧条件下。

反硝化作用是把硝酸盐中的氮转化为气态氮。

在传统的生物脱氮除磷活性污泥系统中，混合进水就好比是缺氧区用于反硝化一样。

在混合进水阶段也可能达到厌氧条件。

微生物使用硝酸盐后，硫酸盐成为电子受体。

厌氧条件的特征是缺氧和硫酸盐作为电子受体。

曝气进水是使曝气反应器开始进行反应步骤的有氧反应。

曝气进水可以降低反应阶段所需的曝气时间。

表1 关键设计参数生物反应在反应阶段完成，其中混合反应模式和曝气反应模式是可实现的。

在曝气反应阶段，好氧反应开始于曝气进水和硝化作用完成之后。

硝化是将氨氮转化为亚硝酸盐，最终去硝态氮。

如果混合反应模式被选中，就可以达到缺氧状况进行反硝化。

混合反应除磷也可以达到厌氧条件。

SBR是在静态条件下进行的沉淀。

在某些情况下，刚开始的温和搅拌会获得一个更加好的出水效果和更加浓缩的污泥。

在一个SBR工艺中，没有进水和出水对沉淀的影响。

排水阶段使用一个滗水器排出已经处理过的污水。

一般来说，浮动的排水装置和固定的排水装置。

浮动的滗水器比固定的滗水器有更多的优点。

6.构筑物由于SBR池不需要使用初沉池，所以与传统活性污泥相比较，SBR 系统建设需要更小的建筑面积。

SBR工艺从来不需要二次沉淀池。

SBR 池的大小将根据特定的地域来定，然而SBR系统适用于有限空间。

表2提供了一些案例研究，给出不同流量的评估尺寸。

这些系统尺寸是特定的而且这些案例不反映在每一个系统的尺寸上。

实际施工中SBR池和设备与传统活性污泥法等同或者比它更加简单。

对于需要脱氮除磷的厂子，SBR工艺可以省去活性污泥回流泵和管道。

如果用在一个传统BNR系统，它也可以省去内部悬浮固体的循环。

SBR的控制系统和操作系统比传统活性污泥法更为复杂，包括自动开关，自动阀门、仪表。

这些控制系统是非常复杂大型系统。

SBR制造商称在美国多数SBR设施用于每天少于二百万加仑的小型污水系统(MGD)和一些小社区，因为那里土地是有限的。

但是，这并非总是如此，世界上最大的SBR工艺是阿拉伯联合大公国的一千万加仑每天的工艺。

7.池子和设备描述SBR系统包括一个水箱、曝气、混合设备，滗水器和一个控制系统。

SBR的核心系统包括控制单元和自动开关和阀门，按顺序和时间进行不同的操作。

SBR生产厂家应该对SBR工艺在池子和设备上给出一些建议。

这是典型的使用完整的SBR系统所提供的建议，单独的制造商。

然而，这是有可能的，工程师设计一个SBR工艺系统，因为所有要求的池子，设备和控制元件来自于不同的生产厂家。

这不是典型的SBR的安装，因为复杂的仪器仪表和控制元件会伴随这些系统。

SBR池子通常是由钢筋或混凝土构成的。

在工业应用上钢制池体和防腐蚀涂层是最常见的池子，然而混凝土池子是城市污水处理最常见的池子。

混合和射流曝气系统是典型的，因为它们允许混合或有或无曝气，但其他曝气和混合系统也有使用。