1) 主要設(shè)施與設(shè)備設(shè)施的組成
本法原則上不設(shè)初次沉淀池,本法應(yīng)用于小型污水處理廠的主要原因是設(shè)施較簡單和維護(hù)管理較為集中。為適應(yīng)流量的變化,反應(yīng)池的容積應(yīng)留有余量或采用設(shè)定運行周期等方法。但是,對于游覽地等流量變化很大的場合,應(yīng)根據(jù)維護(hù)管理和經(jīng)濟(jì)條件,研究流 量調(diào)節(jié)池的設(shè)置。
反應(yīng)池
反應(yīng)池的形式為完全混合型,反應(yīng)池十分緊湊,占地很少。形狀以矩形為準(zhǔn),池寬與池長之比大約為 1:1~1:2,水深 4~6 米。反應(yīng)池水深過深,基于以下理由是不經(jīng)濟(jì)的:①、如果反應(yīng)池的水深大,排出水的深度相應(yīng)增大,則固液 分離所需的沉淀時間就會增加。②、專用的上清液排出裝置受到結(jié)構(gòu)上的限制,上清液排出水的深度不能過深。
反應(yīng)池水深過淺,基于以下理由是不希望的:①、在排水期間,由于受到活 性污泥界面以上的最小水深限制,上清液排出的深度不能過深。②、與其他相同 BOD—SS 負(fù)荷的處理方式相比,其優(yōu)點是用地面積較少。反應(yīng)池的數(shù)量,考慮清洗和檢修等情況,原則上設(shè) 2 個以上。在規(guī)模較小或 投產(chǎn)初期污水量較小時,也可建一個池。
排水裝置
排水系統(tǒng)是SBR處理工藝設(shè)計的重要內(nèi)容,也是其設(shè)計中最具特色和關(guān)系到系統(tǒng)運行成敗的關(guān)鍵部分。目前,國內(nèi)外報道的SBR排水裝置大致可歸納為以下幾種:①、潛水泵單點或多點排水。這種方式電耗大且容易吸出沉淀污泥;②、池端(側(cè))多點固定閥門排水,由上自下開啟閥門。缺點操作不方便,排水容易 帶泥;③、專用設(shè)備潷水器。潷水器是是一種能隨水位變化而調(diào)節(jié)的出水堰,排水口淹沒在水面下一定深度,可防止浮渣進(jìn)入。
理想的排水裝置應(yīng)滿足以下幾個條件:①、單位時間內(nèi)出水量大,流速小,不會使沉淀污泥重新翻起;②、集水口隨水位下降,排水期間始終保持反應(yīng)當(dāng)中的靜止沉淀狀態(tài);③、排水設(shè)備堅固耐用且排水量可無級調(diào)控,自動化程度高。
在設(shè)定一個周期的排水時間時,必須注意以下項目:
①、上清液排出裝置的溢流負(fù)荷——確定需要的設(shè)備數(shù)量;
②、活性污泥界面上的最小水深——主要是為了防止污泥上浮,由上清液排出裝置和溢流負(fù)荷確定,性能方面,水深要盡可能??;
③、隨著上清液排出裝置的溢流負(fù)荷的增加,單位時間的處理水排出量增大, 可縮短排水時間,相應(yīng)的后續(xù)處理構(gòu)筑物容量須擴(kuò)大;
④、在排水期,沉淀的活性污泥上浮是發(fā)生在排水即將結(jié)束的時候,從沉淀工序的中期就開始排水符合SBR法的運行原理。
2) SBR 工藝的需氧與供氧
SBR 工藝有機(jī)物的降解規(guī)律與推流式曝氣池類似,推流式曝氣池是空間(長 度)上的推流,而 SBR 反應(yīng)池是時間意義上的推流。由于 SBR 工藝有機(jī)物濃度是 逐漸變化的,在反應(yīng)初期,池內(nèi)有機(jī)物濃度較高,如果供氧速率小于耗氧速率,則混合液中的溶解氧為零,對單一的微生物而言,氧氣的得到可能是間斷的,供氧速率決定了有機(jī)物的降解速率。隨著好氧進(jìn)程的深入,有機(jī)物濃度降低,供氧 速率開始大于耗氧速率,溶解氧開始出現(xiàn),微生物開始可以得到充足的氧氣供應(yīng),有機(jī)物濃度的高低成為影響有機(jī)物降解速率的一個重要因素。從耗氧與供氧的關(guān)系來看,在反應(yīng)初期 SBR 反應(yīng)池保持充足的供氧,可以提高有機(jī)物的降解速度, 隨著溶解氧的出現(xiàn),逐漸減少供氧量,可以節(jié)約運行費用,縮短反應(yīng)時間。SBR 反應(yīng)池通過曝氣系統(tǒng)的設(shè)計,采用漸減曝氣更經(jīng)濟(jì)、合理一些。
3) SBR 工藝排出比(1/m)的選擇
SBR 工藝排出比(1/m)的大小決定了 SBR 工藝反應(yīng)初期有機(jī)物濃度的高低。排出比小,初始有機(jī)物濃度低,反之則高。根據(jù)微生物降解有機(jī)物的規(guī)律,當(dāng)有 機(jī)物濃度高時,有機(jī)物降解速率大,曝氣時間可以減少。但是,當(dāng)有機(jī)物濃度高 時,耗氧速率也大,供氧與耗氧的矛盾可能更大。此外,不同的廢水活性污泥的 沉降性能也不同。污泥沉降性能好,沉淀后上清液就多,宜選用較小的排出比,反之則宜采用較大的排出比。排出比的選擇還與設(shè)計選用的污泥負(fù)荷率、混合液 污泥濃度等有關(guān)。
4) SBR 反應(yīng)池混合液污泥濃度
根據(jù)活性污泥法的基本原理,混合液污泥濃度的大小決定了生化反應(yīng)器容積 的大小。SBR 工藝也同樣如此,當(dāng)混合液污泥濃度高時,所需曝氣反應(yīng)時間就短,SBR 反應(yīng)池池容就小,反之 SBR 反應(yīng)池池容則大。但是,當(dāng)混合液污泥濃度高時,生化反應(yīng)初期耗氧速率增大,供氧與耗氧的矛盾更大。此外,池內(nèi)混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時間。污泥濃度高需要的沉淀時間長,反之則短。當(dāng)污泥的沉降性能好,排出比小,有機(jī)物濃度低,供氧速率高,可以選用較大的數(shù)值, 反之則宜選用較小的數(shù)值。SBR 工藝混合液污泥濃度選擇應(yīng)綜合多方的因素考慮。
5) 關(guān)于污泥負(fù)荷率的選擇
污泥負(fù)荷率是影響曝氣反應(yīng)時間的主要參數(shù),污泥負(fù)荷率的大小關(guān)系到 SBR 反應(yīng)池最終出水有機(jī)物濃度的高低。當(dāng)要求的出水有機(jī)物濃度低時,污泥負(fù)荷率 宜選用低值;當(dāng)廢水易于生物降解時,污泥負(fù)荷率隨著增大。污泥負(fù)荷率的選擇應(yīng)根據(jù)廢水的可生化性以及要求的出水水質(zhì)來確定。
6) SBR 工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝的結(jié)合
SBR 工藝采用間歇進(jìn)水、間歇排水,SBR反應(yīng)池有一定的調(diào)節(jié)功能,可以在一定程度上起到均衡水質(zhì)、水量的作用。通過供氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)的設(shè)計,自動 控制方式的設(shè)計,閑置期時間的選擇,可以將 SBR 工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝結(jié) 合起來,使三者合建在一起,從而節(jié)約投資與運行管理費用。
在進(jìn)水期采用水下攪拌器進(jìn)行攪拌,進(jìn)水電動閥的關(guān)閉采用液位控制,根據(jù) 水解酸化需要的時間確定開始曝氣時刻,將調(diào)節(jié)、水解酸化工藝與 SBR 工藝有機(jī) 的 結(jié)合 在一起。反應(yīng)池 進(jìn)水開始作為閑置期的結(jié) 束則可以使整個系統(tǒng)能正常運行。具體操作方式如下所述:
進(jìn)水開始既為閑置結(jié)束,通過上一組SBR池進(jìn)水結(jié)束時間來控制;進(jìn)水結(jié)束通過液位控制,整個進(jìn)水時間可能是變化的。
水解酸化時間由進(jìn)水開始至曝氣反應(yīng)開始,包括進(jìn)水期,這段時間可以根據(jù) 水量的變化情況與需要的水解酸化時間來確定,不小于在最小流量下充滿SBR反應(yīng)池所需的時間。
曝氣反應(yīng)開始既為水解酸化攪拌結(jié)束,曝氣反應(yīng)時間可根據(jù)計算得出。沉淀時間根據(jù)污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定,它的開始即為曝氣反應(yīng)的結(jié)束。
排水時間由潷水器的性能決定,潷水結(jié)束可以通過液位控制。
閑置期的時間選擇是調(diào)節(jié)、水解酸化及SBR工藝結(jié)合好壞的關(guān)鍵。閑置時間的長短應(yīng)根據(jù)廢水的變化情況來確定,實際運行中,閑置時間經(jīng)常變動。通過閑 置期間的調(diào)整,將SBR反應(yīng)池的進(jìn)水合理安排,使整個系統(tǒng)能正常運轉(zhuǎn),避免整個運行過程的紊亂。