SBR法在难降解废水处理中研究应用.docVIP

间歇式活性污泥法(SBR) 又称序批式活性污泥法, 是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺。1914年英国的Arden 和Lokett 首创活性污泥法时采用的就是间歇法〔1〕。受当时技术条件的限制, 曝气池水流不断切换, 操作起来较为烦琐,而且沉淀时绝对静止, 曝气设备易被堵塞。在连续式活性污泥法出现之后, 很快将其取代, 占据了主导地位。20 世纪70 年代以来, 为解决连续污水处理法存在的问题, 由R. L.Irvine发起, 日本、澳大利亚等国学者对SBR 进行了重新评价和研究〔2〕。特别是近年来由于计算机控制技术的发展, 通过溶解氧测定仪、氧化还原电位计等仪表对工艺运行进行过程控制的技术出现, 使得初期的SBR 反应器间歇运行的复杂操作问题得以解决。20世纪80 年代以后, SBR 法引起越来越多国家的重视,并陆续得到开发应用。 1 SBR 工艺流程和优点 SBR 工艺的核心是SBR 反应池, 它是按一定时间顺序间歇操作运行的生物反应器。所谓“序批间歇式”有两种含义: 一是运行操作在空间上是按序列的方式进行的, 为匹配多数情况下废水的连续排放规律, 必须2 个或多个SBR 池并联, 按次序间歇运行;二是每个SBR 的操作在时间上也是按次序排列的。 一个运行周期按次序分为五个阶段: 进水、反应、沉淀、排水和闲置阶段〔3〕。典型的SBR 系统包括一座或几座反应池以及初沉池等预处理设施。反应池兼有调节池和沉淀池的功能。当反应池进水结束后, 开始曝气反应, 待有机物浓度达到排放标准后, 停止曝气, 使混合液在反应器中处于静止状态进行固液分离, 经过一段时间后排除上清液, 沉淀污泥进入闲置阶段, 反应器又处于准备进行下一周期运行的待机状态。在进水阶段,又可根据是否曝气分为限制曝气、非限制曝气和半限制曝气三种。限制曝气是指在进水时不曝气, 并尽量缩短进水时间, 这种限制曝气方式适合于处理无毒性的污水。非限制曝气是在进水的同时曝气, 在进水期便可降解一部分基质, 避免反应初期基质在混合液中过度的累积, 对反应过程造成抑制。这种非限制曝气方式适合于处理有毒且基质浓度较高的污水。半限制曝气是在进水的后半期进行曝气, 是介于限制曝气和非限制曝气之间的一种运行方式〔4〕。 SBR 工艺之所以能够日益受到重视, 并广泛应用, 是由于其运行方式的特殊性, 使其具有以下连续流系统无法比拟的优点〔5〕。 ( 1) 工艺流程简单、基建与运行费用低。SBR 系统的主体工艺设备是一座间歇式曝气池, 与传统的连续流系统相比, 无须二沉池和污泥回流设备, 一般也不需调节池。许多情况下, 还可省去初沉池。这样SBR 系统的基建费用往往较低。根据L. Ketchum 等的统计结果, 采用SBR 法处理小城镇污水比用传统连续流活性污泥法节省基建投资30%以上〔6, 7〕。SBR法无须污泥回流设备, 节省设备费和常规运行费用。稳定运行期, 废水处理费用与原A/O—A/O 工艺相比可降低15%～20%。 ( 2) 生化反应推动力大、速率快、效率高。SBR法反应器中底物浓度在时间上是理想推流过程, 底物浓度梯度大, 生化反应推动力大, 克服了连续流完全混合式曝气池中底物浓度低, 反应推动力小和推流式曝气池中水流反混严重, 实际上接近完全混合流态的缺点。R. L. Irvine 等的研究还表明: SBR 法中作为微生物活性最重要指标的RNA 含量是传统活性污泥法中的3~4 倍〔2〕。 ( 3) 耐冲击负荷能力较强。SBR 法虽然对于时间来说是理想推流过程, 但就反应器中的混合状态来说, 仍属于典型的完全混合式, 也具有完全混合曝气所具有的优点。一个SBR 反应池在充水时相当于一个均化池, 在不降低出水水质的情况下, 可以承受高峰流量和有机物浓度上的冲击负荷。此外, SBR可在反应器内保持较高的污泥浓度, 这也在一定程度上提高了它的耐冲击负荷能力。 ( 4) 有效防止污泥膨胀。SBR 具有选择器效应,反应初期底物浓度较高, 有利于絮体细菌增殖并占优势, 可抑制专性好氧丝状菌的过分增殖。此外,SBR 法中好氧、缺氧状态交替进行, 也可抑制丝状菌生长。 ( 5) 沉淀效果好。沉淀过程中没有进出水水流的干扰, 可避免短流和异重流的出现, 是理想的静止沉淀, 固液分离效果好, 具有污泥浓度高、沉淀时间短、出水悬浮物浓度低等优点。 ( 6) 操作灵活, 易维护。SBR 法不仅工艺流程简单, 而且根据水质、水量的变化, 通过各种控制手段,以各种方式灵活运行, 如改变进水方式、调整运行顺序、改变曝气强度及周期内各阶段分配比等来实现不同的功能。由于SBR 无污泥回流系统, 无需二沉池, 比其他生化处理系统更易于维护〔8〕。 2 SBR 在难降解有机物废水处理中的应用目前SBR 处理难降解