淺析SBR工藝在污水處理中的應用

陳智勇

（廣州宇晴環境顧問工程有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著自動化技術及在線監測技術的飛速發展，為SBR工藝的發展和應用提供了前提條件，因為對污水處理工藝進行自動化監測和實時控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關鍵，所以SBR工藝也是各種污水處理工藝中對自動化系統要求較高的一種工藝。SBR反應過程主要是在生物反應池內進行的，該工藝主要由進水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其運行參數，其中主要參數包括各反應段時間及曝氣強度。一般采用以PLC為核心的工藝過程自動監控系統，實時控制鼓風機、水泵、電動閥等設備及各反應段時間，使水質達到國家規定的排放標準。

廣州番禺某城鎮污水處理廠2001年底建成投入使用，占地14.46 hm2，采用SBR的改良DAT－TAT活性污泥工藝，日處理污水25萬t。本文以廣州番禺某城鎮污水處理廠為例，對新SBR法在城鎮污水處理廠的應用進行了分析。

1 SBR法在污水處理廠的應用

1.1 工藝流程

圖1 工藝流程

1.2 關鍵技術處理

1.2.1 旋流沉砂池

為了避免在 SBR池中可能出現漂流物，從而影響出水，在沉砂池前設置細格柵4臺，每臺直徑2 400 mm，柵條間距10 mm，以進一步去除污水中的懸浮物。細格柵下游設2個系列共設4座旋流沉砂池，設計峰值流55萬m3/d，每組（2座旋流沉砂池）處理能力為11 458.33 m3/h。每池處理能力為1 750 L/s。

1.2.2 巴氏計量槽

沉砂池下游為巴氏計量槽，槽內安裝一臺超聲波流量計，渠道內設pH計及溫度計，信號送入PLC，用來對污水廠進水進行水量、酸堿度和溫度的連續監測。當外界這些監測結果突然發生較大幅度變化時，可以及時采取相應措施避免進廠污水進入SBR池沖擊活性污泥。

1.2.3 均勻配水

由于工程規模大，共有9組SBR池，每組池的邊池交替進水，配水管路長，容易配水不均勻，因此在設計過程中采用渠道配水，并在恒水位下交替運行，減少了管道、閘門、水泵等用量，降低了運行成本。設計采用輕型電動啟閉閘門，操作時輕便、快速、不漏水。

反應池的配水井將2組沉砂池的污水匯集后，將其中25萬m3/d經超越管排出廠外，另25萬m3/d（峰值32.5萬m3/d）進入SBR反應池處理。

1.2.4 接觸池

為保證液氯的消毒效果，加氯后的水應在接觸池中停留30 min后排入水體。

1.2.5 運行程序

由于SBR反應池DAT－IAT系統采用連續進水，間歇出水方式運行，反應池既作生化反應池又作沉淀池，因此每個運行周期中進水時間、各個反應段時間、沉淀時間的不同都影響著處理效果，所以在生產運行中根據具體情況進行優化。

1.3 工程設計

1.3.1 設計規模及水質

處理規模為25萬m3/d。污水綜合變化系數K取1.30，截流倍數 2.2，即雨季時提升泵房、格柵，沉砂池總處理能力為55萬m3/d，生化系統、消毒系統處理能力為25萬m3/d。

1.3.2 主要設備及參數

（1）進水泵。進水泵型號為 CP3602潛水排污泵，共 10臺，9用1備。單臺技術參數如下：流量Q＝5 062 m3/h，揚程H＝12.0，電機功率215 kW。進水泵系統控制采用就地手動和PLC自動控制2種形式。

（2）鼓風機房。鼓風機房內設4臺高速離心鼓風機。單臺鼓風機流量為24 000 m3/h，功率630 kW。鼓風機的工作過程是通過現場控制盤來實現，該盤由PLC觸摸屏及控制水泵、電加熱器、出口閥門等電器組成，并具有與上位協調能力機的通訊功能。

（3）污泥脫水機房。脫水機房內設3臺離心式脫水機，單臺處理量 25 m3/d。經離心脫水機的剩余活性污泥的含水率達80%以下。

1.4 電控設計

該污水處理廠自控系統采用集散式控制，設一個中央控制室。下設5個現場控制站。中控室設置2臺計算機互為熱備份，當一臺計算機發生故障時，另一臺計算機自動投入，代替發生故障的計算機。工程師可通過專用鍵盤對控制系統進行開發、參數修改等。操作員可通過操作鍵盤切換各種畫面，并通過這些畫面監視全廠工藝參數的變化情況、設備的運行狀態、故障的發生信息。

所有工藝流程中的電機設備由PLC控制，PLC位于專門的控制柜內，上設觸摸屏，所有設備運行均采用手動和自動2種控制方式。正常運行時采用自動控制方式，由現場PLC按工藝要求或時間控制池內進氣閥、潷水器、剩余污泥泵、回流污泥泵等的運行。氣閥由PLC進行開度控制以便跟蹤池內的需氧量，參照相應反應池DO儀通過操作人員進行控制。PLC為模塊化設計，可在主PLC機上更改某些在線參數。電源斷電恢復后，PLC和安裝設備自動啟動。當設備發生故障時發生警報，并在PC上顯示設備狀態。

1.5 運行結果

運行中重點解決進出水的自動控制；供氣量調節；活性污泥濃度以及厭氧、缺氧段的控制問題。經過一段時間的調試運行，目前運行狀態穩定，出水均低于設計要求。

從運行情況來看，SBR工藝取得了理想的處理效果（COD去除率88.4%，BOD去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4＋－N和rP也低于設計值，并且在水量超設計規模時各種設備運轉正常。可以看出，SBR工藝完全適用于某城鎮的污水處理工藝。

2 SBR在發展中的問題

相對于傳統連續流活性污泥法， SBR工藝是一種尚處于發展、完善階段的技術，許多研究工作剛剛起步， 缺乏科學的設計依據和方法以及成熟的運行管理經驗，在生產運行過程中發現有些問題需進一步優化。

2.1 污泥濃度的多少對出水水質的影響

污泥濃度的多少對出水水質有一定的影響。當污泥濃度過低時處理不夠充分，但出水懸浮物較少；當污泥濃度過高時處理效果好，但出水懸浮物較多。尤其是當污泥沉降比高于60時，在現場可以看見潷水后期有大量帶泥現象。直接影響出水水質的視覺效果（懸浮物較多），所以經過運行分析應控制污泥沉降比在15～30之間最為理想。

2.2 曝氣頭的堵塞問題

每組SBR池（共9組）設DAT池有2 880只曝氣頭，IAT池有1 376只曝氣頭，由于污泥沉降于池底和曝氣管道進水等原因，容易造成曝氣頭堵塞和曝氣，影響曝氣效果，在實際的運行中采用降低水位增加曝氣量達到去除沉積在曝氣頭表面的污泥。對于脫落的曝氣頭要及時更換或堵塞，以避免影響其他曝氣區域，同時要定期打開放空閥排出管道中的積水。

2.3 處理成本分析

污水廠的運行成本主要在電費上，而鼓風機是主要消耗電量的設備。通過公式求得風機軸功率。

N＝（G×P×10－2）/75η×2.05

式中，N：鼓風機的軸功率；

G：曝氣量，m；

P：風壓，kPa。

通過公式可以看出，在不影響正常出水的情況下，減少風機的曝氣量會降低鼓風機的軸功率，從而達到節省處理費的目的。

3 結束語

總之，SBR拓展了普通活性污泥法的處理能力，運行操作靈活，通過時間上的有效控制和變化來滿足多功能的要求，通過調節曝氣時間滿足出水水質要求，效果穩定。