SBR法處理城鎮(zhèn)生活污水工藝設(shè)計(jì)

連雪靈

（平頂山市新城區(qū)新城清源污水凈化有限公司，河南 平頂山467000）

城市污水是造成水體污染的重要污染源，對城市污水進(jìn)行妥善收集、處理和排放是減輕或防止水體污染是十分重要一項(xiàng)對策，污水處理廠在這一過程中扮演了重要角色。近年來，我國在城市污水處理方面加大了一些工程建設(shè)的投入，全國各地陸續(xù)建設(shè)了一批污水處理廠，對于保護(hù)大中型城市的環(huán)境，治理水污染起到了重要作用。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，中小城鎮(zhèn)的發(fā)展十分迅速，大量的中小城鎮(zhèn)將迅速興起，中小城鎮(zhèn)的污水排放量約占全國排放總量的一半左右，而全國19200多個(gè)建制鎮(zhèn)絕大多數(shù)都沒有污水處理設(shè)施，從長遠(yuǎn)的環(huán)境發(fā)展角度來看，中小城市在環(huán)境保護(hù)方面起著重要作用，特別是水污染治理方面[1]。因此，探索和發(fā)展適合我國國情的中小城市（鎮(zhèn)）污水處理工藝，掌握一批在中小城市（鎮(zhèn)）具有代表性的污染源治理和城市污水處理技術(shù)，就勢在必行[2]。為了選取適合中小城市是污水處理的需要，本設(shè)計(jì)通過對不同工藝生活污水處理效果的比較，最終設(shè)計(jì)選用SBR工藝，設(shè)計(jì)目標(biāo)是出水水質(zhì)達(dá)到我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 1819-2002）一級B類排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 污水狀況及設(shè)計(jì)規(guī)模、目標(biāo)

1.1 污水水質(zhì)

本次設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：pH=6-9；BOD5=150mg/L；COD=300mg/L；SS=200mg/L；NH3-N=30mg/L；TP=10mg/L。

1.2 設(shè)計(jì)規(guī)模

污水的平均處理量為Q平=25000m3/d；

日變化系數(shù)取K日為1.2，時(shí)變化系數(shù)取K時(shí)為1.2，總變化系數(shù)取K總為 1.44。

1.3 污水治理目標(biāo)

污水廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)的B 類標(biāo)準(zhǔn)。 即：pH=6-9；BOD5≤20mg/L；COD≤60mg/L；SS≤20mg/L；NH3-N≤8mg/L；TP≤1mg/L

2 處理工藝的選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)的排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，且BOD5/COD≥0.3具有易生化性，此污水可進(jìn)行生化處理。處理污水在去除BOD5、COD、SS的同時(shí)要達(dá)到脫氮除磷的效果,所以污水處理工藝采用二級生化處理，以達(dá)到生物脫氮除磷處理效果[1]。

在生物法中，有活性污泥法和生物濾池兩大類，生物濾池的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國只有少數(shù)幾座生物濾池城市污水處理廠，而活性污泥法占絕大多數(shù)。

活性污泥法有很多種型式，使用最廣泛的主要有三類：①傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進(jìn)型A/O（厭氧好氧活性污泥法）、A2/O（厭氧缺氧好氧活性污泥法）工藝，②氧化溝，③SBR（序批式活性污泥法）工藝。

傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝，它去除有機(jī)物的效率較高，因而得到廣泛應(yīng)用。近20年來，水體富營養(yǎng)化的危害越來越嚴(yán)重，去除氮、磷列入了污水處理的目標(biāo)，于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進(jìn)型A/O法和A2/O法。A/O法有兩種，一種是用于除磷的厭氧—好氧工藝，一種是用于脫氮的缺氧—好氧工藝；A2/O法則是厭氧缺氧好氧既脫氮又除磷的工藝。

氧化溝是活性污泥法的一種變型，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)活性污泥法，是一種首尾相接的循環(huán)流，通常采用延時(shí)曝氣，在污水凈化的同時(shí)污泥得到穩(wěn)定。它不設(shè)初沉池和污泥消化池，處理設(shè)施大大簡化。氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，去除有機(jī)物的效率很高，也具有脫氮的功能。如果在溝前增設(shè)厭氧池，還可同時(shí)除磷。氧化溝這種高效、簡單的特點(diǎn)，使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應(yīng)用。

SBR法是在一個(gè)反應(yīng)池中完成污水的生化反應(yīng)、沉淀、排水、排泥，不僅省去了初沉池和污泥消化池，還省去了二沉池和回流污泥泵房，處理設(shè)施比氧化溝還要簡單，而且處理效果好，同時(shí)還具有很強(qiáng)的脫氮除磷功能。因而SBR工藝得到大力推廣，成為業(yè)內(nèi)人士十分關(guān)注的一種工藝。

通過對比傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進(jìn)型A/O、A2/O工藝，氧化溝，SBR工藝，考慮到中小城鎮(zhèn)污水處理設(shè)計(jì)基建投資少，技術(shù)管理能能力相對薄弱，工程面積狹小等因素，最終選擇SBR工藝[3]。尤其是利用SBR法處理中小城鎮(zhèn)污水，要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%多，并且還具有布置緊湊，節(jié)約占地面積；SBR系統(tǒng)對生長率高、適應(yīng)性強(qiáng)的微生物生長有利。其次，SBR的固液分離效果好，容易獲得澄清的出水。SBR工藝的時(shí)間序列性和運(yùn)行條件上的較大靈活性為其脫氮除磷提供了得天獨(dú)厚的條件，從而有效地除氮除磷。

3 各主要處理單元的設(shè)計(jì)和設(shè)備選型

3.1 細(xì)格柵

設(shè)兩臺機(jī)械格柵（并聯(lián)為一體）。每臺隔柵柵條間隙數(shù)37個(gè)，安裝傾角為60°，柵條寬度為0.01m，隔柵總寬為1.1m。

3.2 旋流沉砂池

設(shè)有兩座旋流沉砂池。沉沙池尺寸的主要參數(shù)有：流量1.5萬m3/d，葉輪轉(zhuǎn)速20r/min，功率1.5kW，排砂量15L/S。

3.3 SBR活性污泥反應(yīng)器

本工程設(shè)計(jì)的生化池中的水力停留時(shí)HRT為14.7h，總?cè)莘e為18301m3，好氧泥齡7.3d,反應(yīng)泥齡9.0d,缺氧泥齡1.7d,總泥齡為13.5d，污泥負(fù)荷為 0.111kg[BOD]／[kg[VSS]·d]。

1）參數(shù)的確定

Tc：6h Tc一個(gè)完整周期的時(shí)間

N：4次/天 N每天單池最多運(yùn)行周期次數(shù)

TF：4h TF僅指反應(yīng)池反應(yīng)階段的時(shí)間

Ts：1h Ts僅指沉淀池(亦反應(yīng)池)沉淀階段的時(shí)間

Tch：1h Tch僅指沉淀池(亦反應(yīng)池)潷水階段的時(shí)間

H：4.5m H 池水深度

Hf：0.15m Hf安全高度(預(yù)留堰口至污泥界面的高度,以防止污泥被帶出)

Hp：0.25m Hp保護(hù)層水深(堰口淹沒深度,以防止浮渣被帶出)

2）設(shè)計(jì)水量的確定

SBR工藝泥齡通常較長，有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，因此在計(jì)算污泥量時(shí)可按高日流量，而不是高日高時(shí)流量計(jì)算。當(dāng)采用延時(shí)曝氣時(shí)，泥齡更長，緩沖能力更好可按平均日流量設(shè)計(jì)計(jì)算。

即 Q=Kd×Q=25000×1.2m3/d＝30000m3/d，Kd=1.2（變化系數(shù)）

3）計(jì)算反應(yīng)池池容

①給定最高日最高時(shí)流量Qh=2880m3/d

③反應(yīng)池池容

計(jì)算可得V=18301m3，即是間歇反應(yīng)池的總?cè)萘繛?8301m3

3.4 消毒池

采用紫外線消毒儀對出水進(jìn)行消毒處理，設(shè)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測和安裝報(bào)警軟件，為防止意外事故發(fā)生，所有設(shè)備均在分控站PLC的控制下自動(dòng)運(yùn)行。

4 總體布置

4.1 平面布置

（1）功能分區(qū)

處理廠平面按功能分為廠前區(qū)、生產(chǎn)區(qū)和預(yù)留區(qū)，各區(qū)之間有道路和綠化帶相隔。

將輔助生產(chǎn)構(gòu)筑物相對集中，布置于廠區(qū)上風(fēng)向；污泥處理區(qū)布置于夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，遠(yuǎn)離廠前區(qū)，以保持廠前區(qū)較好的環(huán)境。

（2）廠區(qū)道路

為方便交通運(yùn)輸和設(shè)備的安裝、維護(hù)，道路布置成環(huán)狀，每個(gè)構(gòu)（建）筑物均有道路相通，廠內(nèi)主干道寬7m，次干道寬4m，主干道轉(zhuǎn)彎半徑大于9-12m，混凝土路面。

（3）廠區(qū)給水

廠區(qū)給水由市自來水公司提供，來自于周邊供水干管，壓力大于4kg/cm2。廠區(qū)給水主要用于生活、構(gòu)筑物及設(shè)備沖洗、綠化及消防等。給水干管管徑DN200，廠區(qū)內(nèi)呈環(huán)網(wǎng)狀，利于消防和安全供水。

（4）廠區(qū)排水

廠區(qū)排水為雨污分流制，廠區(qū)雨水由道路雨水口收集后匯入廠區(qū)雨水管道，并自流排入附近河流；廠區(qū)生活污水、生產(chǎn)污水、清洗水池污水、構(gòu)筑物放空水、上清夜等經(jīng)廠區(qū)污水管道收集后匯入進(jìn)水泵房，與進(jìn)廠污水一并處理。

4.2 高程布置

假設(shè)在污水處理廠進(jìn)口處的水平地面標(biāo)高為0.00米。在污水處理流程中，污水經(jīng)過格柵流入污水泵房，經(jīng)泵提升到沉砂池，進(jìn)水泵房提升后的最高出水水位約為6.00米左右，然后靠重力依次流至各處理構(gòu)筑物，最后消毒接觸池出流水位3.50米左右，全廠總水頭損失2.50米左右，處理后的一級B類水直接排放至受納水體。

5 結(jié)論

SBR工藝對BOD5、COD、SS、氮、磷都有很高的去除效果。經(jīng)過該過程降解后，COD的去除率是82.85%，BOD的去除率是92%，SS去除率是92.75%，TN去除率是72.72%，出水可達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級B標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用SBR法處理城鎮(zhèn)污水，工藝技術(shù)可行，操作靈活，自動(dòng)化程度較高，基建費(fèi)用較低，占地面積小，處理效果良好。污水廠建成投入使用后，所在區(qū)域的生活污水污染物得到有效的處理，減少了污水對河流、地下水等水體造成污染，大大改善了水體水質(zhì)。

［1］邵林廣.城市污水處理工藝的選擇[J].給水排水,V01.26,NO.62000.

［2］李海,孫瑞正,陳振選,等,編.城市污水處理技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2002.5：181-201.

［3］張統(tǒng),主編.SBR及其變法污水處理與回用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

［4］顏秀勤,齊和明,孔祥媚,尚巍,孫永利.我國 SBR工藝設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2008,10.

［5］朱明權(quán),周冰蓮.SBR 工藝的設(shè)計(jì)[J].給水排水,1998,24(4)：6-11.