连续流SBR在广东小型污水厂的可行性研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：广东省某污水处理厂采用连续流恒水位改进型SBR工艺（简称为CSBR工艺），该厂生化处理设计规模为4万立方米/天，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。总结了该工艺运行时产生的问题及解决措施，并探讨了提高脱氮除磷能力的调节方法。
关键词：广东;小型污水处理厂;CSBR工艺;脱氮除磷;运行调节
1 工程概况
广东省某污水处理厂用地紧张，采用CSBR工艺，设计规模为2万立方米/天，在预留4万立方米/天处理规模用地的情况下，占地仅为29亩（1亩≈667m2）。该厂出水设计要求达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，但运行实践中发现，该工艺实际出水可接近一级A标准。进水情况见表1。
表1 污水进水水质
2 工艺概述
该污水处理厂由于规模较小，采用单组CSBR池，结合倒置A2/O工艺与SBR工艺特点进行设计。CSBR反应池包括7个生物反应格，前三格为缺氧格、厌氧格和好氧格。缺氧格的作用是利用进水中的碳源，去除由回流污泥带来的硝酸盐，以防止硝酸盐进入厌氧格，影响厌氧释磷效果。同时部分原污水进入厌氧格，通过水解酸化提供聚磷菌释磷所需的挥发酸，进行聚磷菌释磷反应。3#格为主曝气格，大部分有机物降解、硝化反应和生物过量吸磷均在此完成。4#格与6#格为对称的辅助曝气格，在3#格的基础上进行好氧生化反应。上述反应格内设备均连续运行。5#格与7#格为对称的2个SBR格，功能周期性进行互换。当其中一个SBR格进行污泥回流、间歇反应和静止沉淀过程。
3 CSBR工艺提高脱氮能力的探讨
生物脱氮主要包括氨化、硝化、反硝化过程。CSBR工艺相当于倒置A2/O工艺与SBR工艺的结合。可发生前置反硝化、同步硝化反硝化、后置反硝化等反应过程，影响脱氮的因素有硝化泥龄、好氧区DO、SBR格运行方式、各反应格停留时间、进水源、回流比、水温等[1]。针对这些影响因素，我们采取了下列措施：
（1）延长泥龄，增加污泥浓度。自养硝化菌的比增长速率较低，因此要求较长污泥龄。由于该污水处理厂进水无机物较高，VSS/SS值仅为0.3～0.4，因此应延长污泥龄，提高污泥浓度，增强硝化效果，尤其是在冬季水温较低时，污泥活性较差，污泥龄应达到25d以上，该厂目前污泥浓度为7000mg/L以上。
（2）调节曝气量。通过改变阀门的开启度，调节至各曝气反应格的曝气量。使各曝气格承担不同的功能。3#主曝气格的功能是完成有机物的降解、硝化反应、好氧吸磷反应，因此该格内曝气量应调至最高，而4#及6#辅助曝气格为进一步进行好氧反应，该两格末端DO值为2～4mg/L为宜由于SBR反应格在较低DO状态时，可实现同步硝化反硝化反应，达到较好的脱氮效果，因此SBR反应格曝气量设置应最少，末端DO值为1～2mg/L为宜，而且为防止过多的DO随回流污泥进入1#缺氧格影响反硝化反应，宜将SBR格靠近回流泵处的曝气阀门关闭。
（3）增加辅助曝气格搅拌器。在辅助曝气格内安装搅拌器，使其可作为过渡格。当3#主曝气格硝化反应完全时，辅助曝气格也可作为缺氧格，开启搅拌器进行缺氧搅拌，实现后置反硝化反应，提高脱氮效果。由于进水碳源不足，影响后置反硝化效果，可用泵提升部分进水（10%～20%进水）进入该格内，补充碳源，提高脱氮效率。这样进入1#格与2#格进行缺氧反硝化及厌氧释磷的反应时间相应减小。为提高回流污泥浓度可在SBR格滗水结束后，搅拌阶段开始前15～20min，将上一周期内沉淀后较高浓度的污泥回流进入1#缺氧格，与进水中碳源进行反硝化反应。通过采用上述调节后，该污水处理厂脱氮效果大大好转，脱氮效率提高20%。由于该污水处理厂设置的CSBR工艺更类似于倒置A2/O工艺，更倾向于脱氮，需采取措施提高除磷能力。
结合CSBR工艺周期运行的特点，在SBR池回流污泥的后期将PAC药剂投加在SBR池进口处的中间位置。至SBR池停止回流污泥时，投加的化学药剂随水流恰好流至SBR池的中央位置。当SBR池停止回流污泥后，继续曝气0.2～0.3h以保证化学药剂与SBR池内混合液的充分混合，且需保证化学药剂不会随回流污泥进入1#池。经过生产性试验，该厂在投药量为25mg/L时，可将TP由1mg/L降至0.5mg/L以下。
4 存在的问题
CSBR工艺具有占地小，调节灵活，可实现脱氮除磷的优点，但由于该污水处理厂为雨污合流制进水，泥砂量巨大，因此运行中也出现了一些意想不到的问题，我们结合CSBR工艺的特点，采取了一系列解决措施，具体情况如下。
4.1 单组池体运行，无法检修
由于处理规模较小，只设置了单组CSBR反应池，这样不能分系列停水检修，只能全厂断水检修，而通常当地政府不会同意污水处理厂停运，因此造成检修困难。建议今后设计时考虑分组设计，将采取连续流的1～4#反应格设为两组并联运行，前部增加闸门，可以实现分组检修。
4.2 沉砂池除砂能力不足
该污水处理厂接纳的污水中携带了大量泥砂，大部分砂砾粒径在0.1～0.2mm，而目前国内的旋流沉砂池只对大于0.2mm粒径的砂砾去除率较高，因此尽管设计时，已提高了旋流沉砂的停留时间，从规范规定的30s提高到2min，但是仍然无法有效去除小粒径砂砾。这些砂砾进入CSBR反应池，对生化反应效果及设备的使用情况均造成严重影响。另外，目前应用较多的内进流式网板细格栅，对于去除小颗粒物质效果也很好[2]。细格栅孔径为1～3mm时，可大大降低沉砂池的负荷，将来改造时可考虑此方案。
4.3 泥砂沉积严重，搅拌器功率不足
沉砂池无法去除的大量小粒径泥砂进入CSBR反应池的厌氧格与缺氧格中，进水中无机物含量较高，因此运行时污泥浓度较高，而选择潜水搅拌器时没有考虑到泥砂很多的情况，导致搅拌器功率不足。在厌氧格、缺氧格中沉积了大量泥砂，减少了有效池容，缺氧及厌氧反应停留时间不足。由于厌氧格、缺氧格为方形池体，采用潜水搅拌器搅拌，易造成搅拌不匀，池体四角出现死角。且在池内的大量泥砂也对搅拌机的叶轮造成磨损。目前潜水搅拌器已更换为立轴搅拌机，该种搅拌器不需做底部基础，在污水处理厂正常运行时也可安装，因此非常适合该厂无法断水施工的情况。而且该种搅拌机搅拌时水力流态较好，很适合方形池体，为防止泥砂沉积，将搅拌器功率密度由原来的2W/m3提升至5W/m3。目前搅拌器运行状态良好，没有出现沉砂现象。 4.4 SBR格出现滗水翻泥现象
该污水处理厂运行时污泥浓度较高，更易出现出水跑泥情况。通过多次观察，我们发现SBR格确实存在周期性水量突增而滗水带泥的现象。因此改进时从两方面入手：一是调节出水状态，避免SBR格瞬时出水量突增;二是改善SBR边格静沉条件，降低污泥界面。具体情况介绍如下：
4.4.1 避免周期性瞬时水量增加
SBR格是靠末端空气堰进行滗水。空气堰的工作原理为周期性向带有密封罩的溢流堰充入或排除加压空气，使罩内水位低于或淹没溢流堰堰顶而使SBR格停止或开始溢流出水，详见图1。
4.4.2 改善SBR边格静沉条件，降低污泥界面
（1）回流污泥起始阶段：为降低SBR格污泥浓度，不开搅拌器和曝气装置，进行高浓度污泥回流以增大污泥回流量。待高浓度回流一段时间后，再打开搅拌器和曝气装置进行混合液回流。此方法在前文中已叙述，该方法也可以增加反硝化反应的效果。
（2）回流污泥结束阶段：由于惯性，在污泥回流泵和搅拌器停止后，SBR池中液体沿池长和池宽方向的运动仍将持续一段时间，相当于减少了有效静止沉淀时间。因此可将池中污泥回流泵和搅拌器比曝气装置先关0.2～0.3h，利用气泡的垂直扰动来防止上述影响，以提高沉淀阶段SBR池的静沉效率。
（3）滗水阶段：将SBR边格相邻的辅助曝气格内的曝气阀门适当关闭，使辅助曝气格呈现静沉状态，以免将曝气时的污泥混合液推流进入SBR池，使出水中SS过高。
5 结束语
CSBR工艺结合了倒置A2/O工艺与传统SBR工艺的优点，占地小、调节灵活，污水生物脱氮除磷效果较好。但由于该污水处理厂为雨污合流制进水，过多的泥砂带来了一系列问题，因此污水处理厂选择处理工艺时，不仅要对生化处理工艺进行优选，对预处理工艺也应进行充分考虑。由于CSBR工艺调节性较强，因此针对污水处理厂出现的一系列问题[3]，结合CSBR工艺的特点，采取了一系列解决措施，使处理出水达到较好的效果。
参考文献
[1]吴卫国，Peter L. Tinpany.连续进水、恒水位的改进型SBR系统[J].中国给水排水，2001，17（7）：17-22.
[2]李亚新，郑兴灿.污水生物脱氮除磷技术[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.
[3]周雹.活性污泥工艺简明原理及设计计算[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-11401265.htm
