連續(xù)流SBR在廣東小型污水廠的可行性研究

陳宗良 方銀娥

摘 ?要：廣東省某污水處理廠采用連續(xù)流恒水位改進(jìn)型SBR工藝（簡(jiǎn)稱為CSBR工藝），該廠生化處理設(shè)計(jì)規(guī)模為4萬(wàn)立方米/天，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。總結(jié)了該工藝運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題及解決措施，并探討了提高脫氮除磷能力的調(diào)節(jié)方法。

關(guān)鍵詞：廣東;小型污水處理廠;CSBR工藝;脫氮除磷;運(yùn)行調(diào)節(jié)

1 工程概況

廣東省某污水處理廠用地緊張，采用CSBR工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模為2萬(wàn)立方米/天，在預(yù)留4萬(wàn)立方米/天處理規(guī)模用地的情況下，占地僅為29畝（1畝≈667m2）。該廠出水設(shè)計(jì)要求達(dá)到國(guó)家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，但運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，該工藝實(shí)際出水可接近一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)水情況見表1。

表1 污水進(jìn)水水質(zhì)

2 工藝概述

該污水處理廠由于規(guī)模較小，采用單組CSBR池，結(jié)合倒置A2/O工藝與SBR工藝特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。CSBR反應(yīng)池包括7個(gè)生物反應(yīng)格，前三格為缺氧格、厭氧格和好氧格。缺氧格的作用是利用進(jìn)水中的碳源，去除由回流污泥帶來(lái)的硝酸鹽，以防止硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬醺?，影響厭氧釋磷效果。同時(shí)部分原污水進(jìn)入?yún)捬醺?，通過(guò)水解酸化提供聚磷菌釋磷所需的揮發(fā)酸，進(jìn)行聚磷菌釋磷反應(yīng)。3#格為主曝氣格，大部分有機(jī)物降解、硝化反應(yīng)和生物過(guò)量吸磷均在此完成。4#格與6#格為對(duì)稱的輔助曝氣格，在3#格的基礎(chǔ)上進(jìn)行好氧生化反應(yīng)。上述反應(yīng)格內(nèi)設(shè)備均連續(xù)運(yùn)行。5#格與7#格為對(duì)稱的2個(gè)SBR格，功能周期性進(jìn)行互換。當(dāng)其中一個(gè)SBR格進(jìn)行污泥回流、間歇反應(yīng)和靜止沉淀過(guò)程。

3 CSBR工藝提高脫氮能力的探討

生物脫氮主要包括氨化、硝化、反硝化過(guò)程。CSBR工藝相當(dāng)于倒置A2/O工藝與SBR工藝的結(jié)合?？砂l(fā)生前置反硝化、同步硝化反硝化、后置反硝化等反應(yīng)過(guò)程，影響脫氮的因素有硝化泥齡、好氧區(qū)DO、SBR格運(yùn)行方式、各反應(yīng)格停留時(shí)間、進(jìn)水源、回流比、水溫等[1]。針對(duì)這些影響因素，我們采取了下列措施：

（1）延長(zhǎng)泥齡，增加污泥濃度。自養(yǎng)硝化菌的比增長(zhǎng)速率較低，因此要求較長(zhǎng)污泥齡。由于該污水處理廠進(jìn)水無(wú)機(jī)物較高，VSS/SS值僅為0.3～0.4，因此應(yīng)延長(zhǎng)污泥齡，提高污泥濃度，增強(qiáng)硝化效果，尤其是在冬季水溫較低時(shí)，污泥活性較差，污泥齡應(yīng)達(dá)到25d以上，該廠目前污泥濃度為7000mg/L以上。

（2）調(diào)節(jié)曝氣量。通過(guò)改變閥門的開啟度，調(diào)節(jié)至各曝氣反應(yīng)格的曝氣量。使各曝氣格承擔(dān)不同的功能。3#主曝氣格的功能是完成有機(jī)物的降解、硝化反應(yīng)、好氧吸磷反應(yīng)，因此該格內(nèi)曝氣量應(yīng)調(diào)至最高，而4#及6#輔助曝氣格為進(jìn)一步進(jìn)行好氧反應(yīng)，該兩格末端DO值為2～4mg/L為宜由于SBR反應(yīng)格在較低DO狀態(tài)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化反應(yīng)，達(dá)到較好的脫氮效果，因此SBR反應(yīng)格曝氣量設(shè)置應(yīng)最少，末端DO值為1～2mg/L為宜，而且為防止過(guò)多的DO隨回流污泥進(jìn)入1#缺氧格影響反硝化反應(yīng)，宜將SBR格靠近回流泵處的曝氣閥門關(guān)閉。

（3）增加輔助曝氣格攪拌器。在輔助曝氣格內(nèi)安裝攪拌器，使其可作為過(guò)渡格。當(dāng)3#主曝氣格硝化反應(yīng)完全時(shí)，輔助曝氣格也可作為缺氧格，開啟攪拌器進(jìn)行缺氧攪拌，實(shí)現(xiàn)后置反硝化反應(yīng)，提高脫氮效果。由于進(jìn)水碳源不足，影響后置反硝化效果，可用泵提升部分進(jìn)水（10%～20%進(jìn)水）進(jìn)入該格內(nèi)，補(bǔ)充碳源，提高脫氮效率。這樣進(jìn)入1#格與2#格進(jìn)行缺氧反硝化及厭氧釋磷的反應(yīng)時(shí)間相應(yīng)減小。為提高回流污泥濃度可在SBR格潷水結(jié)束后，攪拌階段開始前15～20min，將上一周期內(nèi)沉淀后較高濃度的污泥回流進(jìn)入1#缺氧格，與進(jìn)水中碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。通過(guò)采用上述調(diào)節(jié)后，該污水處理廠脫氮效果大大好轉(zhuǎn)，脫氮效率提高20%。由于該污水處理廠設(shè)置的CSBR工藝更類似于倒置A2/O工藝，更傾向于脫氮，需采取措施提高除磷能力。

結(jié)合CSBR工藝周期運(yùn)行的特點(diǎn)，在SBR池回流污泥的后期將PAC藥劑投加在SBR池進(jìn)口處的中間位置。至SBR池停止回流污泥時(shí)，投加的化學(xué)藥劑隨水流恰好流至SBR池的中央位置。當(dāng)SBR池停止回流污泥后，繼續(xù)曝氣0.2～0.3h以保證化學(xué)藥劑與SBR池內(nèi)混合液的充分混合，且需保證化學(xué)藥劑不會(huì)隨回流污泥進(jìn)入1#池。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)性試驗(yàn)，該廠在投藥量為25mg/L時(shí)，可將TP由1mg/L降至0.5mg/L以下。

4 存在的問(wèn)題

CSBR工藝具有占地小，調(diào)節(jié)靈活，可實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的優(yōu)點(diǎn)，但由于該污水處理廠為雨污合流制進(jìn)水，泥砂量巨大，因此運(yùn)行中也出現(xiàn)了一些意想不到的問(wèn)題，我們結(jié)合CSBR工藝的特點(diǎn)，采取了一系列解決措施，具體情況如下。

4.1 單組池體運(yùn)行，無(wú)法檢修

由于處理規(guī)模較小，只設(shè)置了單組CSBR反應(yīng)池，這樣不能分系列停水檢修，只能全廠斷水檢修，而通常當(dāng)?shù)卣粫?huì)同意污水處理廠停運(yùn)，因此造成檢修困難。建議今后設(shè)計(jì)時(shí)考慮分組設(shè)計(jì)，將采取連續(xù)流的1～4#反應(yīng)格設(shè)為兩組并聯(lián)運(yùn)行，前部增加閘門，可以實(shí)現(xiàn)分組檢修。

4.2 沉砂池除砂能力不足

該污水處理廠接納的污水中攜帶了大量泥砂，大部分砂礫粒徑在0.1～0.2mm，而目前國(guó)內(nèi)的旋流沉砂池只對(duì)大于0.2mm粒徑的砂礫去除率較高，因此盡管設(shè)計(jì)時(shí)，已提高了旋流沉砂的停留時(shí)間，從規(guī)范規(guī)定的30s提高到2min，但是仍然無(wú)法有效去除小粒徑砂礫。這些砂礫進(jìn)入CSBR反應(yīng)池，對(duì)生化反應(yīng)效果及設(shè)備的使用情況均造成嚴(yán)重影響。另外，目前應(yīng)用較多的內(nèi)進(jìn)流式網(wǎng)板細(xì)格柵，對(duì)于去除小顆粒物質(zhì)效果也很好[2]。細(xì)格柵孔徑為1～3mm時(shí)，可大大降低沉砂池的負(fù)荷，將來(lái)改造時(shí)可考慮此方案。

4.3 泥砂沉積嚴(yán)重，攪拌器功率不足

沉砂池?zé)o法去除的大量小粒徑泥砂進(jìn)入CSBR反應(yīng)池的厭氧格與缺氧格中，進(jìn)水中無(wú)機(jī)物含量較高，因此運(yùn)行時(shí)污泥濃度較高，而選擇潛水?dāng)嚢杵鲿r(shí)沒有考慮到泥砂很多的情況，導(dǎo)致攪拌器功率不足。在厭氧格、缺氧格中沉積了大量泥砂，減少了有效池容，缺氧及厭氧反應(yīng)停留時(shí)間不足。由于厭氧格、缺氧格為方形池體，采用潛水?dāng)嚢杵鲾嚢?，易造成攪拌不勻，池體四角出現(xiàn)死角。且在池內(nèi)的大量泥砂也對(duì)攪拌機(jī)的葉輪造成磨損。目前潛水?dāng)嚢杵饕迅鼡Q為立軸攪拌機(jī)，該種攪拌器不需做底部基礎(chǔ)，在污水處理廠正常運(yùn)行時(shí)也可安裝，因此非常適合該廠無(wú)法斷水施工的情況。而且該種攪拌機(jī)攪拌時(shí)水力流態(tài)較好，很適合方形池體，為防止泥砂沉積，將攪拌器功率密度由原來(lái)的2W/m3提升至5W/m3。目前攪拌器運(yùn)行狀態(tài)良好，沒有出現(xiàn)沉砂現(xiàn)象。

4.4 SBR格出現(xiàn)潷水翻泥現(xiàn)象

該污水處理廠運(yùn)行時(shí)污泥濃度較高，更易出現(xiàn)出水跑泥情況。通過(guò)多次觀察，我們發(fā)現(xiàn)SBR格確實(shí)存在周期性水量突增而潷水帶泥的現(xiàn)象。因此改進(jìn)時(shí)從兩方面入手：一是調(diào)節(jié)出水狀態(tài)，避免SBR格瞬時(shí)出水量突增;二是改善SBR邊格靜沉條件，降低污泥界面。具體情況介紹如下：

4.4.1 避免周期性瞬時(shí)水量增加

SBR格是靠末端空氣堰進(jìn)行潷水?？諝庋叩墓ぷ髟頌橹芷谛韵驇в忻芊庹值囊缌餮叱淙牖蚺懦訅嚎諝猓拐謨?nèi)水位低于或淹沒溢流堰堰頂而使SBR格停止或開始溢流出水，詳見圖1。

4.4.2 改善SBR邊格靜沉條件，降低污泥界面

（1）回流污泥起始階段：為降低SBR格污泥濃度，不開攪拌器和曝氣裝置，進(jìn)行高濃度污泥回流以增大污泥回流量。待高濃度回流一段時(shí)間后，再打開攪拌器和曝氣裝置進(jìn)行混合液回流。此方法在前文中已敘述，該方法也可以增加反硝化反應(yīng)的效果。

（2）回流污泥結(jié)束階段：由于慣性，在污泥回流泵和攪拌器停止后，SBR池中液體沿池長(zhǎng)和池寬方向的運(yùn)動(dòng)仍將持續(xù)一段時(shí)間，相當(dāng)于減少了有效靜止沉淀時(shí)間。因此可將池中污泥回流泵和攪拌器比曝氣裝置先關(guān)0.2～0.3h，利用氣泡的垂直擾動(dòng)來(lái)防止上述影響，以提高沉淀階段SBR池的靜沉效率。

（3）潷水階段：將SBR邊格相鄰的輔助曝氣格內(nèi)的曝氣閥門適當(dāng)關(guān)閉，使輔助曝氣格呈現(xiàn)靜沉狀態(tài)，以免將曝氣時(shí)的污泥混合液推流進(jìn)入SBR池，使出水中SS過(guò)高。

5 結(jié)束語(yǔ)

CSBR工藝結(jié)合了倒置A2/O工藝與傳統(tǒng)SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)，占地小、調(diào)節(jié)靈活，污水生物脫氮除磷效果較好。但由于該污水處理廠為雨污合流制進(jìn)水，過(guò)多的泥砂帶來(lái)了一系列問(wèn)題，因此污水處理廠選擇處理工藝時(shí)，不僅要對(duì)生化處理工藝進(jìn)行優(yōu)選，對(duì)預(yù)處理工藝也應(yīng)進(jìn)行充分考慮。由于CSBR工藝調(diào)節(jié)性較強(qiáng)，因此針對(duì)污水處理廠出現(xiàn)的一系列問(wèn)題[3]，結(jié)合CSBR工藝的特點(diǎn)，采取了一系列解決措施，使處理出水達(dá)到較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]吳衛(wèi)國(guó)，Peter L. Tinpany.連續(xù)進(jìn)水、恒水位的改進(jìn)型SBR系統(tǒng)[J].中國(guó)給水排水，2001，17（7）：17-22.

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