SBR法污水處理工藝在煤化工企業的應用

高曉亮

（山西焦煤集團公司， 山西 太原 030024）

SBR序列間歇式活性污泥法，是按間歇曝氣方式來進行污水處理的活性污泥污水處理工藝，又稱為序批式活性污泥法，該工藝處理方式和原理與傳統的污水處理工藝區別的是SBR序列間歇式活性污泥法采用時間間歇的處理方式替代空間分割的處理方式，生化反應周期不穩定，與傳統的動態沉淀方式不同，SBR技術通過靜置來進行沉淀。同時SBR污水處理反應池集均化、初沉、生物降解等功能于一體，無需污泥回流、具有操作便捷運行平穩的特點，在煤化工污水處理領域得到廣泛應用。西山煤電集團古交污水處理廠的處理污水主要是甲醇污水和煤化工污水，通過采用了SBR序列間歇式活性污泥法污水處理工藝對傳統的活性污泥法污水處理系統進行技改，大幅提高污水處理質量和能力，該系統由物化、生化和污泥處理等構成，污水處理量達2300m3/d，每小時平均流量為95 m3。

1 污水處理工藝

1.1 SBR生化處理工藝

SBR污水處理工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應器構成，同時每個間歇反應器在污水處理操作過程可分為：充水、反應、沉淀、排水排泥、閑置五個階段。在整個煤化工污水處理運行周期內，系統各個時間段的污水處理時間、反應器內部混合液運行狀態及體積變化可結合處理污水的特性進行靈活調試。由于SBR污水處理工藝具有操作靈活，適應性強，可滿足不同水質的處理需求。該處理工藝具有的主要特點有∶處理構筑物少、占地面積少、耐沖擊負荷能力高、處理效果好和操作簡單、運行穩定等優點。

1）處理構筑物少。SBR序列間歇式活性污泥法的反應器集均化、沉淀、降解和曝氣等功能于一體，無需進行污泥回流，有效減少前期的初沉池、二沉池和回流污泥泵房的構筑。因此，采用SBR序列間歇式活性污泥法可有效減少前期處理構筑物的建設和反應容器間連接管道和流體輸送設備的投入，有效降低生產成本的前期投資約15%左右。

2）占地面積少。鑒于SBR完善處理工藝的反應器將時間上的完全推流與空間上完全混合有機融合，使其具有污水處理效率高、生化反應速度快的特點，在相同體積的煤化工污水處理上明顯優于傳統連續式生化反應池。古交污水處理廠通過采用SBR污水處理工藝對原有的活性污泥法污水處理系統進行技術改造，由于其間采用歇進水方式，可對充水時間及充水量進行調節，無需增加調節池，節省占地面積約30%左右。

3）出水水質高。SBR反應器內部運行時序，厭氧與好氧兩段交替運行。在交替運行狀態，凈化效果好，可強化生物脫氮效果。反應器內部底物濃度高、泥齡短、比增長速率大，可使SBR序列間歇式活性污泥法對絲狀菌的過度繁殖進行有效控制，保證處理過程中靜態沉淀分離的效果，具有出水水質好的特點。

4）耐沖擊負荷能力高。由于采用SBR污水處理工藝，間歇進水、排放和每次進水量僅僅占到SBR反應器體積的2/3，進一步提高該工藝的稀釋效果，因此SBR污水處理工藝的耐沖擊負荷能力高。同時結束充水后，SBR反應器和原水彼此隔離，充水的量和水質變化均不會對SBR反應容器造成影響，進水水質水量變化不再影響反應器。

5）操作簡單、運行平穩。SBR污水處理工藝具有操作簡單，運行平穩，構筑物少，占地面積小和設備運行管理成本低等優點。運行處理方式靈活，可根據污水的水質設計出多種工藝路線。同一反應器僅通過對工藝參數進行調節就可實現對不同性質廢水的處理。

1.2 SBR污水處理工藝流程

SBR法污水處理工藝流程是將需要處理的含有大量氰化物、硫化物的煤化工污水以及一氧化碳變換污水充入調節池內然后由水泵均勻提升到一段和二段破氰反應池中后排放至除氟反應池內，經過前期的一系列生化反應污水中的有毒有害物質含量有效降低，經反應池處理后的水通過物化沉淀池得以固液分離，并將沉淀池排出的水排入調節池，污泥排入到物化污泥池。

生活污水及地面沖洗污水采用等重力管道自流排放到集水井中，為防止堵塞應進入集水井的位置安裝格柵起到攔截漂浮物的作用，保證水泵的正常運行。并將集水井的出水與其他污水均勻混合起到對水質和水量的調節。

由于甲醇精餾污水含有大量的油污，在排放至調節池前應構筑隔油池起到對油污的隔離作用，然后在排放至調節池。調節池排放出的水通過水泵提升到SBR生化反應池中，應用反應池中的細菌微生物對污水中的有機物降解和脫氮。

SBR反應池中的清液經檢測合格后通過潷水裝置排放到排放池進行外排，而處理產生的物化污泥，經過脫水后輸送到煤場。不達標的污水重新輸送至集水池進行循環處理。SBR法污水處理工藝流程圖如圖1所示。

圖1 SBR法污水處理工藝流程圖

1.3 SBR的運行周期

SBR反應池的數量設計分為三個組，每個SBR反應池的運行周期調整為16 h，分別將進水時間設置為2.5 h；反應時間分別設置為3.5 h和6 h；沉淀期設置為1.5 h；潷水期設置為2.5 h。SBR反應池的運行周期中各時段的控制詳見表1。

表1 SBR反應池的運行周期中各時段的控制

通過計算，單組SBR反應池的每天污水處理量為800萬m3，并根據污水的水質和水量情況對進水時間和水量、爆氣時間進行調節，在處理高濃度的沖擊污水時可起到分割負擔的效果。

1.4 SBR污水處理工藝效果分析

西山煤電古交污水處理廠原水水質為：ρ（COD）≤450 mg/L，ρ（BOD5）≤290 mg/L，ρ（SS）≤180 mg/L，ρ（NH3-N）≤230 mg/L，ρ（H2S）≤3 mg/L，pH＝6～9。通過采用SBR污水處理工藝進行技術改造后，對處理的SBR反應池中污水進行抽樣檢測，廢水處理抽樣檢測分析數據詳見表2。

由表2中可得出SBR反應池的進水時廢水中氨氮含量指標和COD含量指標變化明顯，對出水的抽樣表現出良好的處理效果，證明西山煤電古交污水處理廠采用SBR污水處理工藝取得顯著的效果，具有較高的耐沖擊負荷能力。

表2 SBR廢污水處理抽樣檢測分析數據表

1.5 SBR系統環境因素的控制

細菌微生物的生長受污水溫度的直接影響，不同種類的細菌對污水溫度的反應有著不同的要求。SBR污水處理工藝不僅對自動控制系統的要求較高，同時還對環境因素特別是溫度控制有較高要求，活性污泥內部的細菌大部分屬于中溫性細菌，只有將水溫控制在20～40℃左右才更佳適宜微生物的生長，該工藝通過控制氣化廢水溫度來調節污水溫度；并將生化反應池中廢水的pH值在6～9之間較為合適。活性污泥中滿足細菌生長的營養物質主要有H2O、C、N和無機鹽等，其中80%左右為水。爆氣前應將生化反應池中生化需氧量（BOD5）的體積質量分數控制在 200 mg/L，m（BOD5（C））∶m（N）∶m（P）＝100∶5∶1較為合適。在去除碳、硝化過程時將水中的溶解氧保持在2～4 mg/L較為適宜；同時應注意對硫化物、胺、酚、氰化物等有毒物質的控制。

2 結語

由于SBR污水處理工藝具有處理構筑物少、占地面積少、耐沖擊負荷能力高、處理效果好和操作簡單、運行穩定等優點，在煤化工污水處理領域得到廣泛的推廣。使用SBR污水處理工藝可結合煤化工污水的特征和排放量等情況對沉淀、降解和曝氣時間、以及充水時間和充水量進行有效調節，并對濃度高的沖擊污水進行分割負擔；SBR污水處理工藝可在同一個生化反應池內實現對有機物的去除，同時除磷脫氮，無需增加專業的除磷脫氮設備。由此可見，采用SBR污水處理工藝可實現煤化工污水的零排放，滿足煤化工企業污水處理的需求。