SBR反應器內置式濃縮池的設計與運行

SBR反應器內置式濃縮池的設計與運行

摘要：采用內置式污泥濃縮池的SBR池，在不影響SBR操作的同時，進行污泥的濃縮，使污泥的沉淀與壓縮時間由1～2h延長至整個運行周期，因此排出的剩余污泥濃度由原來的0.6％～0.8％提高到l.5％～2％，減少了排泥量和設施的占地面積。將該污泥回流至前端與原水混合時，由于污泥的吸附作用，提高了有機物的降解速率。本文通過工程實踐，給出了內置式污泥濃縮池的設計步驟以及運行的一般方法。

關鍵字：污水處理SBR反應器污泥濃縮池

SBR法是序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor）的簡稱，它的主體構筑物是SBR反應池，污水在該反應池中完成反應、沉淀、排水及排出剩余污泥等工序，使處理過程大大簡化。

SBR藝是一種結構形式簡單，運行方式靈活多變、空間上完全混合、時間上理想推流的污水生物處理方法。該工藝近年來在國內得到了廣泛的應用，工藝設計方法已逐步成型，并根據(jù)我國的國情得到了進一步的完善和發(fā)展，本文擬就將污泥濃縮池置于SBR反應池內的設計和運行作一介紹。1內置式濃縮池的設計SBR反應池形式有圓形和矩形兩種。圓形反應器有比較好的混合狀態(tài)，但由于占地面積大和施工困難，多用于小規(guī)模的污水處理工程中；矩形反應器應用的較多，其長寬比一般為1：1～2，反應池內水深一般在4～6m。污水自流入反應池開始到閑置時間結束為一個運行周期，沉淀工序中，活性污泥絮體靜止或層流狀態(tài)下進行重力沉淀。由于SBR池設有沉淀分離污泥的功能時段，且沉淀時混合液處于靜止或層流狀態(tài)，利于污泥歷經沉淀、濃縮、壓實階段，為了減少污泥處理設施的數(shù)量與占地面積，提高污泥系統(tǒng)運行的靈活性，同時在SBR系統(tǒng)中提高脫氮除磷的效率，可將污泥濃縮池置于SBR池內。1.1內置式濃縮池的設計步驟①根據(jù)所需處理的污水水質，計算每日BOD負荷F（kg／d）；

②假定適當?shù)奈勰嘭摵蒄／M一般為0.1～0.45kg［BOD］5／（kg［MLSS］·d），從BOD5負荷F計算出活性污泥量M（若以生物脫氮為目的時，污泥負荷選0.02－0.05kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d）；

③假定排水時適當?shù)腟VI（一般設為100－150mL／g），計算出沉淀時所需的污泥體積；

④確定SBR反應池的個數(shù)（或分格數(shù)），計算各池中的污泥體積；

⑤確定SBR的循環(huán)周期（根據(jù)出水要求，一般在1.8～12h），計算每池每周期所需處理污水的體積；

⑥確定SBR反應池的容積，其容積為第④、⑤步計算的污泥和污水體積之和；

⑦假定水深，計算每池面積及長、寬尺寸；

⑧根據(jù)SBR池面積和第⑤步所求得的污水體積，確定出池內的最低水位；

⑨計算每天由SBR池中排出的剩余污泥量；

⑩確定濃縮污泥濃度；

⑾確定內置式污泥濃縮池的尺寸，計算濃縮池貯泥區(qū)的斷面，計算污泥流入區(qū)的斷面，計算污泥流入斷面面積。

1.2計算實例

某污水，水量Q＝5000m3／d，原水水質如下：BOD5＝170mg／L，SS＝250mg／L，CODcr＝450mg／L。每日的BOD負荷為F＝Q·S0＝5000m3／d×170mg／L×10-3＝8500kg／d；設定污泥負荷為Ns＝0.3kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），其活性污泥量為：

M＝MLSS／0.85＝Q·S0／0.85Ns＝8500／（0.85x×0.3）＝3.33t。

設污泥的SVI＝150mL/g，則沉淀后污泥體積為：

V′m＝M×SVI＝3.33×150＝500m3

確定SBR為2組4池，周期為6h，則污泥體積為：

Vm＝V′m／n＝500／4＝125m3

每池每周期處理的污水量：

Vw＝Q／（n·T）=5000／（4×4）=312.5m3

SBR池的容積：

V=Vw十Vm＝125十312.5＝437.5m3

確定SBR池的尺寸：

設池深H′＝4m，

池面積A=437.5／4＝110m2

設L×B×H＝15m×7.5m×4m=450m3

實際池面積A＝15m×7.5m＝112.5m2

SBR池總高H＝H′＋h（保護高度）

池內的最低水位

Hd＝H′－Vm／A＝4－312.5／（15×7.5）＝1.22m

剩余污泥量：

當污泥負荷NS＝0.l－0.4kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d）時，污泥產量為0.8－1.3kg［污泥］／kg［SS］，取1.0。

當污泥負荷NS=0.03－0.1kg［BOD5］／（kg［MLVSS·d時，污泥產量為：0.3－0.8kg［污泥］／kg［SS］，取0.75。

G′＝5000m3／d×250mg／L×1.0X10-3＝1250kg／d

每池每天的剩余污泥量

G＝G′／n＝1250／4＝312.5kg／d

設濃縮后的污泥濃度為2.0％：

內置式污泥濃縮池的尺寸

設每池的排泥次數(shù)為2次.則每池每次排出量為：312.5／2＝156.25噸／次；

因濃縮后的污泥濃度為2.0%.則污泥體積為Vw1＝156.25／0.02＝7812kg

設污泥密度近似等于1，且濃縮后的污泥高度為lm，則濃縮池貯泥區(qū)面積：

A′＝7.812／l＝7.81m2

則污泥濃縮池的尺寸為：

L×B×H＝2.5m×2.5m×4m=450m3

污泥濃縮池占SBR池的面積比率為：

7.81／（15X7.5）＝6.9％

為便于施工，設計時將污泥濃縮池與SBR池采用等深的矩形混凝土結構池，為防止污泥在池底形成死角而厭氧，將池底濃縮泥斗設計邊坡，角度45－600。為防止曝氣區(qū)對濃縮池的影響，進泥口設為百葉窗，混合液經整流后進人濃縮池。百葉窗的底部不高于SBR反應池的最低泥位，其上部不高于SBR反應池的最高液位，入流面積可根據(jù)上述計算結果而得。

內置式污泥濃縮池的設計形式見圖l、圖2。圖1為內置式污泥濃縮池的平面形式，圖二為污泥濃縮池的剖面。2濃縮池的運行剩余污泥的排出一般是在SBR反應池整個運行周期的末期進行，濃縮后的污泥經由污泥提升泵或重力排出系統(tǒng)。當排泥時，濃縮池內液位下降，濃縮地外的污泥及混合液由于勢能差而自動補充進入濃縮池。當進行下一周期的進水階段時，SBR反應池內的液位不斷上升，SBR反應池內由于工藝的要求進行攪拌或曝氣使得混合液中的初始污泥濃度高于池內的平均濃度，此時，污泥隨混合液進入污泥濃縮池，直至達到最高液位，污泥在此進行濃縮并作為剩余污泥在該周期中被排出系統(tǒng)。當SBR池內液位達到要求的水位后，由于污泥和水的密度差，濃縮池內的上清液與污泥不斷進行置換，將污泥滯留在濃縮池中，當工藝有污泥回流的要求時，此種置換和污泥的流入則更為明顯。

污泥進入濃縮池后，由于存在曝氣池內混合液與污泥濃縮池上清液的不斷置換，使得濃縮池內混合液的溶解氧濃度大于0.2mg／L，此時，污泥中被嗜磷菌超量吸附的磷將不會由此而被大量釋出。在SBR系統(tǒng)排泥工序時將污泥排出系統(tǒng)并及時脫水，即實現(xiàn)了生物除磷。

在濃縮池中的微生物籍助上清液中殘存的基質進行呼吸，污泥逐漸處于饑餓狀態(tài)，當濃縮池中呈缺氧狀態(tài)的污泥進行回流并與入流混合時，微生物將大量吸附入流中的溶解態(tài)有機物和部分膠體與固體物質，有機物被吸附在細菌的表面，并在細菌胞外酶—水解酶的作用下，將污水中的復雜分子降解為可被微生物細胞同化的單元，使系統(tǒng)提高了可生化性，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。濃縮污泥回流時，由于濃縮池中污泥濃度較高，也有利于降低污泥回流的動力消耗，降低了運行費用。

污泥在濃縮池中的濃縮時間視工藝要求而定，在實際操作中，由于SBR池內污泥的絮凝沉淀性能較好，濃縮2h即可達到2％的含固率。

經過啤酒、釀造、食品、噴漆、化工以及制藥等行業(yè)十余項工程的運行，證明內置式污泥濃縮池的污泥濃縮效果較好，污泥濃度穩(wěn)定，且污泥的脫水性能與通常采用的污泥濃縮池的污泥性能無明顯差別。3結語內置式濃縮池污泥濃縮效果較好，濃縮后的污泥濃度約為1.5％－2.0％；濃縮