SBR工艺的发展演变及其应用特性

FRIENDOFCHEMICALINDUSTRY28工艺与设备化工之友2006.NO.07序批式活性污泥法(SBR)是由美国Irvine在20世纪70年代初开发的80年代初出现了连续进水的ICEAS工艺随之Goranzy教授开发了CASS和CAST工艺90年代比利时的SEGHERS公司又开发了UNITANK系统,把经典SBR的时间推流与连续系统的空间推流结合了起来我国也于80年代中期开始对SBR进行研究目前应用已比较广泛1.工艺特点及分析SBR工艺是通过在时间上的交替来实现传统活性污泥法的整个运行过程它在流程上只有一个基本单元将调节池曝气池和二沉池的功能集于一池进行水质水量调节微生物降解有机物和固液分离等经典SBR反应器的运行过程为进水曝气沉淀滗水待机1.1优点通过分析可将SBR反应器的优点归纳如表1[1]表1SBR工艺的优点1.2理论分析SBR反应器充分利用了生物反应过程和单元操作过程的基本原理1.2.1流态理论由于SBR在时间上的不可逆性,根本不存在返混现象所以属于理想推流式反应器1.2.2理想沉淀理论其沉淀效果好是因为充分利用了静态沉淀原理经典的SBR反应器在沉淀过程中没有进水的扰动属于理想沉淀状态1.2.3推流反应器理论假设在推流式和完全混合式反应器中有机物降解服从一级反应那么在相同的污泥浓度下两种反应器达到相同的去除率时所需反应器容积比则为式中去除率从数学上可证明当去除率趋于零时=1其他情况下1这表明达到相同的去除率时推流式反应器要比完全混合式反应器所需要的体积小同等条件下推流式的处理效果要比完全混合式好1.2.4选择性准则1973年Chudoba等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则这个理论是基于不同种属的微生物在Monod方程中的参数(KSmax)不同并且不同基质的生长速度常数也不同Monod方程可以写成式中X生物体浓度S生长限制性基质浓度Ks饱和或半速度常数max分别为实际和最大比增长速率按照Chudoba所提出的理论具有低KS和max值的微生物在混合培养的曝气池中当基质浓度很低时其生长速率高并占有优势而基质浓度高时则相反Chudoba认为大多数丝状菌的KS和max值比较低而菌胶团细菌的KS和max值比较高这也解释了完全混合曝气池容易发生污泥膨胀的原因有机物浓度在推流式曝气池的整个池长上具有一定的浓度梯度使得大部分情况下絮状菌的生长速率都大于丝状菌只有在反应末期絮状菌的生长没有丝状菌快但丝状菌短时间内的优势生长并不会引起污泥膨胀因此SBR系统具有防止污泥膨胀的功能[2]1.2.5微生物环境的多样性SBR反应器对有机物去除效果较好而对难降解有机物降解效果好是因其微生物环境上的多样性反应器内可以形成厌氧缺氧和好氧等多种生态条件,从而有利于有机物的降解1.3缺点1.3.1连续进水时,对于单一SBR反应器需要较大的调节池1.3.2对于多个SBR反应器,其进水和排水的阀门切换频繁1.3.3无法达到大型污水处理项目之连续进水出水的要求1.3.4设备的闲置率较高1.3.5污水提升水头损失较大1.3.6如果需要后续处理,则需要较大容积的调节池SBR工艺的发展演变及其应用特性李琼姚鹏王艳博(平原大学化学与环境工程学院河南新乡453003摘要本文对各种类型SBR工艺的发展和应用进行了综述分析了其发展演变情况归纳了经典及新型SBR工艺的特点关键词污水处理SBR工艺ICEAS工艺CASS工艺UNITANK工艺中图分类号:XO文献标识码A29FRIENDOFCHEMICALINDUSTRY工艺与设备2006.NO.07化工之友2.新型SBR工艺及其特点由于SBR工艺在时间和空间上的特点形成了其运行操作上的灵活性故相继开发了ICEASCASSUNITANK等新型工艺2.1工艺类型2.1.1ICEAS工艺ICEAS工艺的基本单元是两个矩形池为一组的反应器每个池子分为预反应区和主反应区两部分预反应区一般处于缺氧状态主反应区是曝气反应的主体[3]ICEAS的优点是采用连续进水系统减少了运行操作的复杂性故适用于较大规模的污水处理但其在工艺改进的同时也丧失了表1列出的5种优点仅仅保留了SBR反应器的结构特征与经典SBR工艺相比ICEAS工艺具以下特点a.沉淀特性不同ICEAS的沉淀会受到进水扰动破坏了其成为理想沉淀的条件为了减少进水带来的扰动一般将池子设计成长方形使出水近似于平流沉淀池b.理想推流性能和污泥膨胀的控制由于连续进水ICEAS丧失了经典SBR的理想推流和对难降解物质去除率高的优点而且不能控制污泥膨胀的发生所以需要设置选择区c.因连续进水而适用于较大型污水处理厂连续进水不用进水阀门之间切换控制简单从而可应用于较大型的污水厂2.1.2CASS工艺CASS工艺是在ICEAS工艺的基础上开发出来的CASS池分为三个反应区:生物选择器缺