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SBR工藝在城市污水處理廠的應(yīng)用

更新時間:2017-09-14      點擊次數(shù):1585

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 在英國發(fā)明活性污泥時,采用的就是間歇曝氣。隨著自動控制和在線監(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SBR法污水處理廠。我國近年來對SBR的研究和應(yīng)用開展迅速,1985 年在上海建成了我國*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,每臺直徑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個系列共設(shè)4座旋流沉砂池,設(shè)計峰值流55萬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)巴氏計量槽。沉砂池下游為巴氏計量槽,槽內(nèi)安裝一臺超聲波流量計,渠道內(nèi)設(shè)pH計及溫度計,信號送入PLC,用來對污水廠進(jìn)水進(jìn)行水量、酸堿度和溫度的連續(xù)監(jiān)測。當(dāng)外界這些監(jiān)測結(jié)果突然發(fā)生較大幅度變化時,可以及時采取相應(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,容易配水不均勻,因此在設(shè)計過程中采用渠道配水,并在恒水位下交替運行,減少了管道、閘門、水泵等用量,降低了運行成本。設(shè)計采用輕型電動啟閉閘門,操作時輕便、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m3/d經(jīng)超越管排出廠外,另25萬m3/d(峰值32.5 萬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,間歇出水方式運行,反應(yīng)池既作生化反應(yīng)池,又作沉淀池,因此每個運行周期中進(jìn)水時間、各個反應(yīng)段時間、沉淀時間的不同都影響著處理效果。所以在生產(chǎn)運行中根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化。

2.3 工程設(shè)計

2.3.1 設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)

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

設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

2.3.2 主要設(shè)備及參數(shù)

(1)進(jìn)水泵。進(jìn)水泵型號為CP3602潛水排污泵,共10臺,9用1備。單臺技術(shù)參數(shù)如下:流量Q=5062m3/h,揚程H=12.0,電機功率215kW。進(jìn)水泵系統(tǒng)控制采用就地手動和PLC 自動控制2種形式。

(2)鼓風(fēng)機房。鼓風(fēng)機房內(nèi)設(shè)4臺高速離心鼓風(fēng)機。單臺鼓風(fēng)機流量為24000m3/h,功率630kW。

鼓風(fēng)機的工作過程是通過現(xiàn)場控制盤來實現(xiàn),該盤由PLC觸摸屏及控制水泵、電加熱器、出口閥門等電器組成,并且具有與上位協(xié)調(diào)能力機的通訊功能。

(3)污泥脫水機房。脫水機房內(nèi)設(shè)3臺離心式脫水機,單臺處理量25m3/h。經(jīng)離心脫水機的剩余活性污泥的含水率達(dá)80%以下。

2.4 電控設(shè)計

該污水處理廠自控系統(tǒng)采用集散式控制,設(shè)一個中央控制室。下設(shè)5個現(xiàn)場控制站。中控室設(shè)置2臺計算機互為熱備份,當(dāng)一臺計算機發(fā)生故障時,另一臺計算機自動投入,代替發(fā)生故障的計算機。工程師可通過鍵盤對控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、參數(shù)修改等。操作員可通過操作鍵盤切換各種畫面,并通過這些畫面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)的變化情況、設(shè)備的運行狀態(tài)、故障的發(fā)生信息。

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

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

2.5 運行結(jié)果

運行中重點解決進(jìn)出水的自動控制,供氣量調(diào)節(jié),活性污泥濃度以及厭氧、缺氧段的控制問題。經(jīng)過一段時間的調(diào)試運行,目前運行狀態(tài)穩(wěn)定,出水均低于設(shè)計要求(表2)。

從運行情況來看,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)計值,并且在水量超出設(shè)計規(guī)模時各種設(shè)備運轉(zhuǎn)正常??梢钥闯?,

SBR 工藝*適用于撫順的污水處理工藝。

3、問題與討論

在生產(chǎn)運行過程中發(fā)現(xiàn)有些問題需進(jìn)一步優(yōu)化。

(1)污泥濃度的多少對出水水質(zhì)的影響。污泥濃度的多少對出水水質(zhì)有一定的影響。當(dāng)污泥濃度過低時處理不夠充分,但出水懸浮物較少。當(dāng)污泥濃度過高時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,在現(xiàn)場可以看見潷水后期有大量帶泥現(xiàn)象。直接影響出水水質(zhì)的視覺效果(懸浮物較多),所以經(jīng)過運行分析應(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,在實際的運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。對于脫落的曝氣頭要及時更換或堵塞,以避免影響其他曝氣區(qū)域。同時要定期打開放空閥排出管道中的積水。

(3)處理成本分析。污水廠的運行成本主要在電費上,而鼓風(fēng)機是主要消耗電量的設(shè)備。通過公式求得風(fēng)機軸功率:

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

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

4、結(jié)語

該工藝的主要性能特點是:運行操作靈活,通過時間上的有效控制和變化來滿足多功能的要求,通過調(diào)節(jié)曝氣時間滿足出水水質(zhì)要求,效果穩(wěn)定。工藝簡單,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,運行費用低。反應(yīng)過程基質(zhì)溶度梯度大,反應(yīng)推動力大,對水量、水質(zhì)變化的適應(yīng)性強。耐有機負(fù)荷和有毒物質(zhì)負(fù)荷沖擊能力強,運行方

式靈活,靜止沉淀,出水水質(zhì)好。厭氧(缺氧)和好氧過程交替發(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行情況來看,在正式運行的多年時間,其污水處理效果穩(wěn)定,出水水質(zhì)均已達(dá)到設(shè)計要求,使渾河的水質(zhì)有明顯改善,其環(huán)境及社會效益顯著,同時也為大型城市污水處理廠SBR工藝的應(yīng)用積累了經(jīng)驗。

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