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SBR反应器内置式浓缩池的设计与运行

摘要：采用内置式污泥浓缩池的SBR池，在不影响SBR操作的同时，进行污泥的浓缩，使污泥的沉淀与压缩时间由1～2 h延长至整个运行周期，因此排出的剩余污泥浓度由原来的0.6％～0.8％提高到 l.5％～2％，减少了排泥量和设施的占地面积。RO膜分离技术是20世纪60年***展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠分离膜在压力下使溶液中的溶剂和溶质进行分离的过程。将该污泥回流至前端与原水混合时，由于污泥的吸附作用，提高了有机物的降解速率。本文通过工程实践，给出了内置式污泥浓缩池的设计步骤以及运行的一般方法。 关键词：污水处理 SBR反应器 污泥浓缩池

SBR法是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称，它的主体构筑物是SBR反应池，污水在该反应池中完成反应、沉淀、排水及排出剩余污泥等工序，使处理过程大大简化。

SBR艺是一种结构形式简单，运行方式灵活多变、空间上完全混合、时间上理想推流的污水生物处理方法。并且MBR所需的曝气量为传统活性污泥法的1/20，为氧化沟的1/6，为SBR的1/4，在很大程度上节约了运行成本。该工艺近年来在国内得到了广泛的应用，工艺设计方法已逐步成型，并根据我国的国情得到了进一步的完善和发展，本文拟就将污泥浓缩池置于SBR反应池内的设计和运行作一介绍。

1 内置式浓缩池的设计

SBR反应池形式有圆形和矩形两种。由于物质是能够转化的，只需办法妥当，存在于污染物中的物质就可能变为能够被使用的方式。圆形反应器有比较好的混合状态，但由于占地面积大和施工困难，多用于小规模的污水处理工程中；矩形反应器应用的较多，其长宽比一般为1：1～2，反应池内水深一般在4～6 m。污水自流入反应池开始到闲置时间结束为一个运行周期，沉淀工序中，活性污泥絮体静止或层流状态下进行重力沉淀。由于SBR池设有沉淀分离污泥的功能时段，且沉淀时混合液处于静止或层流状态，利于污泥历经沉淀、浓缩、压实阶段，为了减少污泥处理设施的数量与占地面积，提高污泥系统运行的灵活性，同时在SBR系统中提高脱氮除磷的效率，可将污泥浓缩池置于SBR池内。 1.1 内置式浓缩池的设计步骤

①根据所需处理的污水水质，计算每日BOD负荷F（kg／d）；

②假定适当的污泥负荷F／M一般为0.1～0.45 kg［BOD］5／（kg［MLSS］·d），从BOD5负荷 F计算出活性污泥量M（若以生物脱氮为目的时，污泥负荷选0.02－0.05 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d）；

③假定排水时适当的SVI（一般设为100－150mL／g），计算出沉淀时所需的污泥体积； ④确定SBR反应池的个数（或分格数），计算各池中的污泥体积；

⑤确定SBR的循环周期（根据出水要求，一般在1.8～12h），计算每池每周期所需处理污水的体积；

⑥确定SBR反应池的容积，其容积为第④、⑤步计算的污泥和污水体积之和；

⑦假定水深，计算每池面积及长、宽尺寸；

⑧根据SBR池面积和第⑤步所求得的污水体积，确定出池内的***1低水位； ⑨计算每天由SBR池中排出的剩余污泥量； ⑩确定浓缩污泥浓度；

⑾确定内置式污泥浓缩池的尺寸，计算浓缩池贮泥区的断面，计算污泥流入区的断面，计算污泥流入断面面积。 1.2 计算实例

某污水，水量Q＝5000m3／d，原水水质如下：BOD5＝170mg／L，SS＝250mg／L，CODcr＝450mg／L。目前苏州地区采用的处理工艺大致可以归纳为三类：①城镇污水处理厂小型化，即预处理结合生物处理技术，较为成熟的生物处理技术包括活性污泥法、生物膜法、SBR工艺等，为有动力设施。每日的BOD负荷为F＝Q·S0＝5000m3／d×170mg／L×10-3＝8500kg／d； 设定污泥负荷为Ns＝0.3 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），其活性污泥量为： M＝MLSS／0.85 ＝ Q·S0／0.85 Ns＝8500／（0.85x×0.3）＝3.33 t。 设污泥的 SVI＝150 mL/g，则沉淀后污泥体积为： V′m＝M×SVI＝3.33×150＝500m3

确定SBR为2组4池，周期为 6 h，则污泥体积为： Vm＝V′m／n＝500／4＝125 m3

每池每周期处理的污水量： Vw＝Q／（n·T）=5000／（4×4）=312.5 m3

SBR池的容积： V=Vw十Vm＝125十312.5＝437.5 m3

确定SBR池的尺寸：

设池深 H′＝4m，

池面积A=437.5／4＝110 m2

设 L × B × H＝15m × 7.5m × 4 m= 450 m3 实际池面积A＝15 m×7.5 m＝112.5 m2

SBR池总高 H＝H′＋h（保护高度）

池内的***1低水位

Hd＝H′－Vm／A＝4－312.5／（15 ×7.5）＝1.22 m 剩余污泥量：

当污泥负荷NS＝0.l－0.4 kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d）时，污泥产量为0.8－1.3 kg［污泥］／kg［SS］，取1.0。

当污泥负荷NS= 0.03－0.1kg［BOD5］／（kg［MLVSS·d时，污泥产量为：0.3－0.8kg［污泥］／kg ［SS］，取 0.75。

G′＝5 000 m3／d ×250 mg／L ×1.0 X 10-3＝1250 kg／d 每池每天的剩余污泥量

G＝G′／n＝1250／4＝312.5 kg／d 设浓缩后的污泥浓度为2.0％： 内置式污泥浓缩池的尺寸

设每池的排泥次数为2次.则每池每次排出量为：312.5／2＝156.25吨／次；设备无需***安装，通电即可运行，既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源，又可以减少污、废水排放量，减少水环境的污染，还可以缓解城市下水道的超负荷现象。 因浓缩后的污泥浓度为2.0%.则污泥体积为Vw1＝156.25／0.02＝7812 kg 设污泥密度近似等于1，且浓缩后的污泥高度为lm，则浓缩池贮泥区面积： A′＝7.812／l＝7.81 m2 则污泥浓缩池的尺寸为：

L × B × H＝2.5m × 2.5m × 4 m= 450 m3

污泥浓缩池占SBR池的面积比率为：

7.81／（15 X7.5）＝6.9％

为便于施工，设计时将污泥浓缩池与SBR池采用等深的矩形混凝土结构池，为防止污泥在池底形成死角而厌氧，将池底浓缩泥斗设计边坡，角度45－600。4、对农村生活污水中的有机物去除率高，稳定可靠，同时无需投加药剂，节约后续成本，降低运行费用。为防止曝气区对浓缩池的影响，进泥口设为百叶窗，混合液经整流后进人浓缩池。百叶窗的底部不高于SBR反应池的***1低泥位，其上部不高于SBR反应池的***1高液位，入流面积可根据上述计算结果而得。

内置式污泥浓缩池的设计形式见图l、图2。 图1为内置式污泥浓缩池的平面形式，图二为污泥浓缩池的剖面。

2 浓缩池的运行

剩余污泥的排出一般是在SBR反应池整个运行周期的末期进行，浓缩后的污泥经由污泥提升泵或重力排出系统。停留时间短，占地面积小②缺点：构造复杂，斜板斜管造价高，需定期更换，易堵塞。当排泥时，浓缩池内液位下降，浓缩地外的污泥及混合液由于势能差而自动补充进入浓缩池。当进行下一周期的进水阶段时，SBR反应池内的液位不断上升，SBR反应池内由于工艺的要求进行搅拌或曝气使得混合液中的初始污泥浓度高于池内的平均浓度，此时，污泥随混合液进入污泥浓缩池，直至达到***1高液位，污泥在此进行浓缩并作为剩余污泥在该周期中被排出系统。当SBR池内液位达到要求的水位后，由于污泥和水的密度差，浓缩池内的上清液与污泥不断进行置换，将污泥滞留在浓缩池中，当工艺有污泥回流的要求时，此种置换和污泥的流入则更为明显

真正的地埋式一体化结构：对比国内同等处理量的设备，该设备占地面积***1小，可装与小区草坪内，与周围景观融为一体，设备埋于地下，有利于保温，在北方寒冷季节仍可正常运行，无扰人噪声，无臭味。可若是在保存的这段期间让它们接触到了不利物质，或者是出现了碰撞，或者是其他的不利情况，就会造成该设备质量，功能的下降。节省施工时间及基建费用，工厂化生产，工地现场组装，无需预筑复杂昂贵的水泥基础自动化程度高，无人值守，自动运行，故障报警，便于日常管理维护简单，悬浮填料终生不用更换，永不堵塞，不需反复冲洗，电机在地面伸手可及之处，可以方便检修或更换，几乎无维护费用运行费用低，旋切式微泡曝气机的曝气量大，而能耗远低于国内产品，气泡直径小，溶解氧多，氧利用率高，故可间歇式曝气，耗电超低。并且MBR所需的曝气量为传统活性污泥法的1/20，为氧化沟的1/6，为SBR的1/4，在很大程度上节约了运行成本。污染物降解效率高，系统连续运行，出水达到***《污染物综合排放标准》，对进水有机负荷的变动适应性强，不必进行污泥回流，同时没有活性污泥法易出现的污泥膨胀问题。

山东天一污水工程有限公司一体化污水处理设备，地埋式污水处理设备，污水处理无人机设备均采用SBR工艺，不加膜，不加药，出水达标一级A完全生化污泥零排放，全自动化可无人值守，连续正常运行。

一、安装调试人员首先要打开进水阀门、出水阀门，启动设备进水提升水泵，将调节池（可土建）的污水输送到地生活污水处理设备中开始。

　　二、对于初次使用及调试的设备，当水位达到设备1/2高度时停止水泵进水，打开风机进 水阀，开启风机，缓缓打开风机出风阀，向接触氧化池内曝气48小时后再启动进水提升水泵将污水加入至设备3/4处，再向池内曝气24小时；

　　三、工作人员要用手触摸填料是否有粘状感，同时观察水体微生物生长情况，直至填料上生长出一层橙***生物膜，一体化污水处理设备，方可连续向设备输送污水，水量应逐步增加至设计水量；

　　四、定时观察水中微生物生长情况，发现异常应及时控制进水水量加以调整；

　　五、要观察二沉池水流流态，出水堰集水必须均匀，一般每隔24小时必须排泥一次，排泥时打开排泥电磁阀，利用气提方式将二沉池内的污泥提升至污泥池；

　　六、地埋式污水处理设备根据需要在消毒池内加入***（氯晶片等），二沉池来水经过***加药罐，药剂部分溶解，地埋式污水处理设备，达到消毒的目的。经处理过的水在清水箱内停留约0.5小时后，就达到了排放要求，可以向外界受水体排放；

　　七、设备调试结束并正常运行后，系统即可进入自动运行。现场将水泵、风机的操作切换在自动运行状态，由于电气操作控制柜是利用PLC自动控制程序，在设备出厂前就已经加以了程序编制（一般每班各切换一次），运行时不必另行设

八、使用方应不定期对出水水质按照环保排放要求进行检测，以保证地埋式污水处理设备正常运行。

山东天一水务工程有限公司***从事一体化污水处理设备，不加膜、不加药达标一级A，污泥零排放，运行全自动，无人值守，除机电设备外，终身免维护。

1、根据设备的尺寸图提前做好基础底板（要求底板尺寸四周均比设备底面多出300mm，表面水平误差±3mm，平均承压能力5t/m2）。

2、混凝土基础浇筑***期过后，才可进行设备吊装就位，吊装过程中注意不要剐蹭损坏设备。

3、设备的集成化高,无需***安装。设备就位后，根据安装图，打开设备箱盖板，将提升泵和液位控制器放入调节池，把出水管放至排水渠；根据电气图引进主电源线（三相四线），调整调节池液位控制器至适当位置。

4、设备安装完毕，向设备内注污水60%以上。DM型要立即进行土方回填，夯实整平，设备之上覆土10cm，注意防止气口进土堵塞。DS式则要保证周围地面不积水，防止设备被浮起。

5、注意事项：⑴设备之上不得放置重物，⑵注意配电箱的防潮，⑶设备内污水一般不得抽空，防止地下水将其浮起。

生活污水处理设备出厂前的质量检验

　　设备制造和返工修复需要一定的时间，尤其是进口设备，质量处理需要更长的周期。国内处理率和设施运行率不高中国人民大学低碳水环境研究中心博士、尚川(北京)水务有限公司副总经理罗涛对中国经济导报记者透露，目前我国有6。如果生活污水处理设备一旦到达安装现场，发现质量缺陷后，再进行质量问题的处理，将会严重影响安装工期。因此，在条件许可的情况下，对于安装和采购的主要设备，应派***技术人员，到生产厂家，进行出厂前成品或半成品的质量检验。

工程前期土建施工质量的控制

　　生活污水处理设备安装时，如果土建预埋尺寸、构筑物高程与设计图纸不相符，将会重新返工，因而延缓安装工程的进度。土建施工时严格控制构筑物的尺寸，使设备准确***，从而避免设备安装时再进行土建的返工。