1、海南省萬縱電腦培訓學校 電子商務 專業 2009 級畢業論文題目：城市污水處理工藝之sbr法工藝姓名 王送換 學號 200500101006指導教師 蘇金鈺2007年12月8湖南環境生物職業技術學院畢業論文（設計）評審登記卡論文題目城市污水處理工藝之sbr法工藝作者姓名張賢芳所屬專業、級別環境監測與治理技術（2005）指導教師姓名蘇金鈺字數5824定稿日期2007年12月2日內容摘要 sbr法是序批式活性污泥法的簡稱，是一種連續進水、間歇排水、周期循環曝氣的活性污泥水處理技術。處理系統中至少需要2個或多個反應池交替運行。通過進水、反應、沉淀、排水、閑置五個連續階段組成的一個工作周期對城市污水中

2、的污染物進行去除。sbr法是一種間歇式的活性污泥法水處理技術。sbr反應池集調節、初沉、曝氣、二沉、生物脫氮等過程于一體。投資少、占地小、結構緊湊，并具有良好的脫氮除磷效果。隨著自動化程度的提高，sbr的研究和應用受到較廣泛的重視。我國環境污染于資金短缺的矛盾十分突出，而sbr法工藝正是一種適合我國國情的處理工藝，具有廣泛的研究和應用前景。關鍵詞城市污水；污水處理；sbr；間歇；脫氮除磷目 錄 摘要1 關鍵詞1 1 城市污水及防治現狀1 2 sbr法工藝概述2 3 sbr法工藝的工作流程2 3.1 污水流入工序3 3.1.1 進水3 3.1.2 進水時同時曝氣3 3.1.3 進水同時緩速攪拌3

3、 3.2 反應工序3 3.3 沉淀工序3 3.4 排水工序3 3.5 排泥及待機工序（閑置工序）4 4 sbr法工藝的主要特點4 4.1 工藝簡單，投資和運行費用低4 4.2 污泥活性強，污泥的質量濃度高4 4.3 對水量、水質變化的適應性強，有機物去除率高4 4.4 靜止沉淀效果好5 4.5 不易出現污泥膨脹5 4.6 脫氮除磷效果好5 5 sbr法工藝的適用范圍66 sbr法工藝的研究進展66.1 國外簡況66.2 國外簡況66.2.1 sbr法研究的起步66.2.2 sbr法的自動化控制77 結語7參考文獻8致謝8城市污水處理工藝之sbr法工藝張賢芳（湖南環境生物職業技術學院環境與資源系

4、，湖南 衡陽 421005）摘 要：sbr法是序批式活性污泥法的簡稱，是一種連續進水、間歇排水、周期循環曝氣的活性污泥水處理技術。處理系統中至少需要2個或多個反應池交替運行。通過進水、反應、沉淀、排水、閑置五個連續階段組成的一個工作周期對城市污水中的污染物進行去除。關鍵詞：城市污水；污水處理；sbr；間歇；脫氮除磷urban sewage treatment process of sbr processzhangxianfang（hunan vocational and technical institute of environment and resources department of

5、 environment, hunan hengyang 421005）abstract: sbr is the sequencing batch reactors acronym, is a continuous water, intermittent drainage, aeration cycle of the activated sludge treatment technology. processing system requires at least two or more reaction pool alternating operation. through the infl

6、uent, the reaction, precipitation, drainage, idle five consecutive stages of a work cycle of pollutants in the city for sewage removal.keywords: urban sewage;sewage treatment;sbr;intermittent;nitrogen and phosphorus sbr法是一種間歇式的活性污泥法水處理技術。sbr反應池集調節、初沉、曝氣、二沉、生物脫氮等過程于一體。投資少、占地小、結構緊湊，并具有良好的脫氮除磷效果。隨著自動化程

7、度的提高，sbr的研究和應用受到較廣泛的重視。我國環境污染于資金短缺的矛盾十分突出，而sbr法工藝正是一種適合我國國情的處理工藝，具有廣泛的研究和應用前景。1 城市污水及其防治現狀城市污水主要來源于城市居民生活中產生的污水、各工業企業在生產制造過程中產生的生產廢水以及城市降水和部分受污染的地表水這三個方面。 城市污水中的主要污染物是對該污水水質產生重要影響的物質，其主要污染物質包含有：耗氧有機物、難降解有機物、植物性營養物、重金屬、無機懸浮物、放射形污染物、石油類污染物、酸堿、熱污染、病原體1。按照國務院關于加強城市供水節水和水污染防治工作的通知的要求，“十五”期間，所有城市都必須建設污水處理

8、廠。到2005年，50萬以上人口的城市，污水處理率應達到60%以上；2010年，所有城市的污水處理率不得低于60%，直轄市、省會城市、計劃單列市以及重點旅游城市不得低于70%。為實現這個目標，我國的城市污水處理廠將以超常規的建設速度發展，預計污水處理能力將增加5000萬-6000萬m3每天，需新建城市集中污水處理廠1000余座。環保局長解振華在讓人民喝上干凈的水中提出環境保護工作的首要任務是推行五大保水措施，其一就是積極推進城市污水處理與資源化。一方面要規劃建設污水處理設施，另外城市、尤其缺水城市還要同時安排回用設施的建設，開展污水深度治理，提高污水回用率與資源化水平2。2 sbr法工藝概述s

9、br（sequencing batch reactor）法是序批式活性污泥法的英文簡稱。序批式活性污泥法是從20世紀初（1915年）產生的充排式反應器發展而來的。由于當時的自動控制技術和設備比較落后，sbr法工藝在一段時間內未能得到推廣應用。此后出現了不易堵塞的曝氣器和浮動式出水堰（潷水器、撇水器），監控技術的自動化程度也大幅度提高，使sbr工藝的優勢得到充分發揮，并迅速應用于工程實踐。1980年在美國國家環保局的資助下，印第安納州culver城投建了世界上第一個sbr工藝的污水處理廠。我國自1985年在上海建成首座處理肉類加工污水的sbr系統后，陸續在城市污水及工業廢水處理領域得以推廣應用同

10、時，也在全國掀起了研究sbr的熱潮。3 sbr法工藝的工作流程3 sbr工藝的運行由5個步驟組成，見圖1所示。分別依時間完成這5步的操作，從而完成一個周期的運行。圖1 典型sbr工藝的運行周期figure 1 typical of the sbr operation cycle3.1 污水流入工序污水流入曝氣池前，該池處于操作期的待機（閑置）工序，此時沉淀后的清液已排放，曝氣池內留有沉淀下來的污泥。污水流入的方式主要有3種，即進水、進水同時曝氣、進水同時緩速攪拌，至于選用哪一種方式，則根據設計要求而選定。3.1.1 進水 污水流入，當注滿后再進行曝氣操作，則曝氣池能有效調節污水的水質水量。3.

11、1.2 進水時同時曝氣 當污水流入的同時進行曝氣，則可使曝氣池內的污泥再生和恢復活性，并對污水起到預曝氣的作用（這種方式也稱為非限制曝氣）。3.1.3 進水同時緩速攪拌 當污水流入的同時不進行曝氣，而是進行緩速攪拌使之處于缺氧狀態，則可對污水進行脫氮與聚磷菌對磷的釋放（這種方式也稱為限制曝氣）。3.2 反應工序當污水注滿后，即開始曝氣（或進行混合）操作，它是最重要的一道工序，如要求去除有機物，硝化和磷的吸收則需要曝氣，如要反硝化則應停止曝氣而進行緩速攪拌。3.3 沉淀工序使混合被處于靜止狀態，進行泥、水分離，沉淀時間一般為1.01.5h，沉淀效果良好。3.4 排水工序排除曝氣池沉淀后的上清夜，

12、留下活性污泥，作為下一個操作周期的菌種。3.5 排泥和待機工序（閑置工序）剩余污泥的排放可以放在這一階段。此外這階段sbr池處于空閑狀態，主要是與其他反應池進行匹配，也即等待相鄰的sbr池某一過程的結束，再開始本池下一個操作周期。4 sbr法工藝的主要特點54.1 工藝簡單，投資和運行費用低原則上sbr的主體工藝設備，只有一個間歇反應器(sbr)。它與普通活泥法工藝流程相比，不需設二沉池、污泥回流設備，一般情況下不必設調節池，多數情況下可省去初沉池。為獲得同樣的處理效率sbr法的反應池理論上明顯小于連續池的體積，且池越多， sbr的總體積越小。尤其是利用sbr法處理小城鎮污水，要比用普通活性污

13、泥法節省基建投資30%多，并且還具有布置緊湊，節約占地面積的特點。據美國 grundy center污水處理廠評價，采用sbr法在二級處理中建設費用節省了19%，整個污水廠的費用節省了8%。sbr由于不需要回流污泥而節省了能耗。 sbr如采用限制曝氣方式運行，則在曝氣反應之初，池內溶解氧濃度梯度大，氧氣利用率也較高;在缺氧條件段，微生物可以有效地從硝酸鹽中獲得氧，這也節省了充氧量。4.2 污泥活性強，污泥的質量濃度高據報道，sbr系統中微生物的核糖核酸(rna)含量比連續流活性污泥系統高34倍，rna是微生物生長的基礎，rna高預示sbr系統微生物具有較強的活性。而在反應器內維持較高的污泥質量

14、濃度對處理高濃度難降解有毒有害工業廢水有利。4.3 對水量、水質變化的適應性強，有機物去除率高sbr系統是一種封閉系統，反應器中基質和微生物濃度是隨時間變化的，在廢水和生物污泥接觸混合及曝氣反應過程中，廢水中基質的去除應由反應時間來決定，因此sbr對于時間來說類似理想的推流式反應器，而在反應過程中任一時刻其基質處于完全混合狀態，故也兼有完全混合式反應器的特點。完全混合式曝氣池耐沖擊負荷且處理有毒或高濃度有機廢水的能力強，而推流式曝氣池具有生化反應推動力大的優點。間歇式進水和排水有調節緩和沖擊負荷的作用，使sbr系統運行穩定。一些廢水間歇排放且流量很小，或者水質波動極大，此時采用sbr法易取得良

15、好的效果。還有少數特殊廢水，其中含有只能通過“共代謝”途徑才能降解的有機物，而sbr由于運行的序列性而能為“共代謝”提供條件，保證廢水得以有效處理sbr有機物去除率高的主要原因是由于sbr系統對生長率高、適應性強的微生物生長有利，在sbr系統運行周期內微生物生存環境變化劇烈，它包括氧利用范圍從厭氧經缺氧到高溶解氧狀態，基質利用從饑餓到充足，合乎需要的微生物優先生長。4.4 靜止沉淀效果好sbr的沉淀是在理想靜沉條件下進行的，沒有進出水流的干擾，可以避免短流和異重流的出現，是一種理想的靜態沉淀，因此固液分離效果好，容易獲得澄清的出水。剩余污泥含水率低，濃縮污泥含固率可達到2.5%3%，這為后續污

16、泥的處置提供了良好的條件。4.5 不易出現污泥膨脹限制曝氣的sbr在反應階段是時間上理想的推流狀態，即底物的質量濃度梯度大，并且缺氧或厭氧與好氧狀態交替出現，利于菌膠團細菌的增殖，抑制專性好氧絲狀菌的過量繁殖，因此，限制曝氣的sbr最不容易出現污泥膨脹。4.6 脫氮除磷效果好生物脫氮過程是由好氧生物硝化和厭氧或缺氧反硝化兩個生物化學過程組成。硝化過程是在有氧條件下，由亞硝化菌先將氨氮轉化為亞硝酸鹽氮，再由硝化菌進一步氧化為硝酸鹽。亞硝化菌和硝化菌是自養菌，硝化過程需要有較高質量濃度的溶解氧和較低質量濃度的有機物。sbr在曝氣反應后期，反應器內溶解氧質量濃度較高，而基質質量濃度已大幅度下降，廢水

17、中的氨氮在有機物去除的基礎上完成硝化過程。反硝化過程是由兼性菌或厭氧菌完成，硝酸鹽作為電子受體，各種碳水化合物作為電子供體進行無氧呼吸，在有機物被氧化分解的基礎上將硝酸鹽氮還原成氮氣逸出。sbr工藝的時間序列性和運行條件上的較大靈活性為其脫氮除磷提供了得天獨厚的條件，即sbr工藝在時間序列上提供了缺氧、厭氧和好氧的環境條件，使缺氧條件下實現反硝化，厭氧條件下實現磷的釋放和好氧條件下的硝化及磷的過度攝取，從而有效地脫氮除磷4。5 sbr法工藝的適用范圍sbr活性污水處理系統法與傳統的cfs活性污泥水處理系統相比較，在應用領域方面也有其顯著的不同和優勢，主要表現在以下幾個方面:中小城鎮生活污水和廠

18、礦企業工業廢水，尤其是間歇排放和流量變化較大的地方，適合應用sbr法；需要較高出水水質的地方。如風景游覽區、湖泊和港灣等。使用sbr法，不但可以去除有機物，還使出水脫氮除磷,防止河湖富營養化；水資源緊缺的地方。此系統可在生物處理后進行物化處理,不需要增加設施,便于水的回收利用；用地緊張的地方,宜使用此法；已建連續流污水處理廠的改造,適合應用此法；非常適合處理小水量,間歇排放的工業廢水與分散點源污染廢水的治理。6 sbr法工藝的研究進展66.1 國外簡況1914年,英國alden與lockett等人發明了活性污泥法間歇運行污水處理技術。但由于曝氣和自控設備的問題,運行管理極不方便,后來改為連續流

19、活性污泥法工藝。在20世紀80年代前后期,由于自動化、計算機等高新技術的迅速發展以及在污水處理領域的普及與應用(電動閥、氣動閥、溶解氧傳感器、水位傳感器等),使得間歇活性污泥法污水處理技術獲得重大進展,實現了運行管理的自動化。1979年,美國r.l.irvine等人根據試驗結果首先提出sbr工藝,系連續進水,間歇排水。同年goronsay在以往工藝基礎上提出了間歇式循環延時曝氣系統。1984年又研究出利用不同負荷條件下微生物的生長速率和污水生物除磷脫氮工藝。dat-iat是sbr工藝中,繼iceas、cass、idea法之后完善發展的又一種新方法。 澳大利亞以sbr工藝所著稱。近十幾年來,建成

20、sbr工藝污水處理廠600余座,其中在中型和大型污水處理廠的應用也日益增多,并且開始興建日處理量21萬噸大型sbr工藝污水處理廠。由于處理工藝流程簡單,處理效果好的獨特優點,逐漸引起世界污水處理界的廣泛關注。6.2 國內簡況6.2.1 sbr法研究的起步 我國自九十年代中期開始,國家建設部部屬市政設計研究院和上海、北京、天津等市政設計研究院,開始了sbr工藝技術的研究和應用,但大部分處于試驗研究和小型污水處理廠的應用階段。目前,只有幾座城市污水處理廠采用sbr法工藝處理城市混合污水,其處理效果較好,如:昆明市日處理污水量15萬噸的第三污水處理廠,其工藝為sbr法iceas技術,自投產以來,運行

21、正常,出水水質穩定,達到了設計標準。天津經濟技術開發區污水處理廠所采用的dat-iat是一種sbr法的變形工藝,是中國目前最大的sbr法城市污水處理廠。該工藝方案是由天津市政工程設計研究院和開發區、以及國內有關污水處理專家共同完成的,經過對國內外污水廠的考察并充分論證,認為sbr法dat-iat工藝能夠克服天津開發區工業廢水比重大、水質水量變化幅度大的水質特征,其處理后的水質能夠滿足國家的排放標準。6.2.2 sbr法的自動化控制 天津經濟技術開發區污水處理廠采用國際上比較先進的sbr工藝中的dat-iat法,日處理污水10萬噸,整個污水處理實行集中控制,分散管理的方式。它把管理層和控制層分開,降低誤操作對整個工藝的影響,增加了系統運行的可靠性。該項技術為澳大利亞專利技術,中國首次引進使用。通過對全過程的監控,實現了整個工廠的全自動化運行,大大提高了生產的穩定性和連續性,減少了由于人為的因素而帶來的干擾,減輕了勞動強度。隨著計算機和網絡的飛速發