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1、1紫光恒水位紫光恒水位 SBR 工艺介绍工艺介绍紫光恒水位 SBR（Continuous flow Constant level modified SBR）工艺是一种连续进水、连续出水、恒水位的改进型 SBR 工艺。该工艺含有至少一个连续进水、连续出水、恒水位的中间生物反应池和两个进行污泥回流、间歇反应、静止沉淀和交替出水的对称布置的恒水位 SBR 池1. 紫光恒水位紫光恒水位 SBR 可根据不可根据不同的要求，设计成不同类型的工艺构型同的要求，设计成不同类型的工艺构型1.1 完全好氧构型完全好氧构型中间生物反应池采用一个或多个好氧池，外侧对称布置两个 SBR 池。主要用于去除有机物、悬浮物，
2、并通过硝化反应去除氨氮，如下图：1.2 厌氧好氧构型厌氧好氧构型中间生物反应池采用一个或多个厌氧池及好氧池，外侧对称布置两个 SBR 池。主要用于去除有机物、悬浮物、总磷，同时通过硝化反应去除部分氨氮，如下图：完全好氧构型完全好氧构型SBR池池进水进水厌氧好氧构型厌氧好氧构型SBR池池好氧池好氧池好好 氧氧 池池出水出水SBR池池SBR池池进水进水 厌氧池厌氧池好好 氧氧 池池出水出水21.3 缺氧好氧构型缺氧好氧构型 中间生物反应池采用一个或多个缺氧池及好氧池，外测对称布置两个 SBR 池。可用于去除有机物、悬浮物以及通过硝化反硝化反应去除总氮，如下图：1.4 缺氧厌氧好氧构型缺氧厌氧好氧构
3、型 中间生物反应池采用一个或多个缺氧池、厌氧池及好氧池，外测对称布置两个SBR 池。可用于去除有机物、悬浮物、总磷以及通过硝化反硝化反应去除总氮，2. 除磷脱氮型紫光恒水位除磷脱氮型紫光恒水位 SBR 的工艺系统的工艺系统缺氧好氧构型缺氧好氧构型SBRSBR池池SBRSBR池池进水进水 缺氧池缺氧池好好 氧氧 池池出水出水缺氧缺氧厌氧厌氧好氧构型好氧构型SBR池池SBR池池进水进水缺氧池缺氧池好好 氧氧 池池出水出水厌氧池厌氧池3脱氮除磷型紫光恒水位 SBR 系统由 7 个水力连通的生物反应格所组成(如图 1 所示)。第 1 格至第 3 格分别为预缺氧格、厌氧格和好氧格。这 3 格串联运行，类
4、似改良倒置 A2/O 活性污泥系统，其中所有设备均连续运行。预缺氧格的作用在于去除主要由回流污泥带来的硝酸盐，以防止硝酸盐进入厌氧格，影响PAOs 的释磷效果。同时，进入紫光恒水位 SBR 系统的污水除少部分（一般20）进入缺氧格（第 1 格）以提供反硝化所需的碳源，大部分原污水（一般80）则进入厌氧格（第 2 格） ，通过水解酸化提供 PAOs 释磷所需的挥发酸。第 3 格为主曝气格，大部分有机物降解、硝化反应和生物过量吸磷均在此完成。第 4 格与第 6 格为对称的辅助曝气格，在第 3 格的基础上进一步进行有机物降解、硝化反应和生物过量吸磷。第 5 格与第 7 格为对称的 SBR 格，功能周
5、期性进行互换：当其中一格在滗水（为滗水格）时，另一格则依次进行污泥回流、间歇反应及静止沉淀(完成处理出水与活性污泥的固液分离)；反之亦然。第 4 格与第 6 格分别为第 5 格与第 7 格的上游格。当第 5 格为滗水格时，处理出水由该格连续置换排出。置换滗水时间一般为 2hr;此时第 7 格则进行污泥回流、间歇反应和静止沉淀（简称其为 RBS 格） 。在回流污泥时，第 7 格内的回流泵、混合设备和曝气系统开机，将第 7 格在上一运行周期作为滗水格时所累积的污泥泵回第 1 格,回流时间一般为 1.2hr,最大回流比一般为 3:1.回流污泥时，第 7 格内的曝气系统可开可关，或时开时关，进行间歇反
6、应，反应时间一般为 1.4hr，以优化系统的脱氮效率。回流污泥结束后，第 7 格内的回流泵关机，间歇反应完成后，第 7 格内的曝气和混合设备关机，从而为处理出水与活性污泥的分离创造了一个与典型SBR 类似的静止沉淀条件，静沉时间一般为 0.6hr。在滗水期间，定时将剩余污泥用泵排出。静止沉淀为第 7 格在下一运行周期变换为滗水格作好准备。7. 回流污泥/间歇反应/静止沉淀格2. 厌氧 格格格1.缺氧格处理水排放进水5. 滗水格3. 好氧格剩余污泥排放6. 好氧格4. 好氧格4图 1 紫光恒水位紫光恒水位 SBR 工艺示意图工艺示意图3. 紫光恒水位紫光恒水位 SBR 工艺空气堰的工作原理工艺空
7、气堰的工作原理紫光恒水位 SBR 池两侧对称布置两座 SBR 格,通过交替置换出水，对经过彼此对应的上游格处理的污水进一步处理后经泥水分离后，达标外排。在这个过程中，设置在两座 SBR 格末端的空气堰起了关键作用。空气堰的工作原理比较简单通过周期性向带有密封罩的溢流堰充入/排除加压空气达到使罩内水位低于/淹没溢流堰堰顶以达到使 SBR 格停止溢流出水/溢流出水的目的；具体详见下图：4除磷脱氮型紫光恒水位除磷脱氮型紫光恒水位 SBR 工艺的特点与优势工艺的特点与优势5以下优点是针对具有脱氮除磷功能的紫光恒水位 SBR 工艺而言的。对具有脱氮除磷功能的紫光恒水位 SBR 工艺实际上相当于 A2O
8、工艺与 SBR 工艺的组合，它吸收了二者的优点而克服了二者的缺点，因此，与同样具有脱氮除磷功能的 A2O 工艺和 SBR 工艺相比，紫光恒水位 SBR 工艺具有以下优点：一、占地面积小一、占地面积小相对 A2O 工艺而言，采用紫光恒水位 SBR 工艺的污水处理厂占地面积小。紫光恒水位 SBR 池是分格的矩形反应池，深度一般可为 5.56m，它实际上将几个具有不同功能的反应池组合在一起；而 A2O 工艺却需要将这些不同功能的反应池分散布置，由此敷设管道所需的面积和道路的面积都相应增加，最终导致污水处理厂整体占地面积增大。通过对一些日处理量为 510 万吨的污水处理厂占地面积的调查，我们总结得出下
9、表：城市污水处理工程项目建设标准紫光恒水位SBR 工艺A2O 工艺占地面积（m2/m3.d）0.70.85约 0.4311.94从上表可以看出，采用紫光恒水位 SBR 工艺的污水处理厂的占地面积比采用A2O 工艺的污水处理厂要少很多。占地面积的减少直接导致工程总投资的减少，一是土地征用费用减少，二是地基处理费用减少。相对 SBR 工艺而言，紫光恒水位 SBR 工艺的这个特点并不明显。例如，延庆污水处理厂采用 CAST 工艺，其日处理量为 3 万吨，占地面积 20 亩，则处理吨水占地面积为 0.44（m2/m3.d） ；淮安市淮阴区污水处理厂采用紫光恒水位 SBR 工艺，其日处理量为 4 万吨，
10、占地面积 29 亩，则处理吨水占地面积为 0.485（m2/m3.d） ，二者相近。二、处理效率高、运行稳定二、处理效率高、运行稳定相对于 SBR 工艺而言，紫光恒水位 SBR 工艺的除磷效果好。以 CAST 工艺代表SBR 工艺为例，CAST 反应池包括主反应区和选择区两部分，对脱氮除磷而言，主反应区主要功能是吸磷、硝化和同时反硝化，而选择区的主要功能是释磷和部分反硝化。污水在选择区内的停留时间较短，只有大约 1h，而在这有限的时间内完成释6磷和部分反硝化两项工作，有一定难度。如果主反应区同时反硝化情况好的话，则在选择区可以很好地释磷；如果同时反硝化进行不完全的话，则选择区不能保证厌氧，释磷
11、作用受到影响，最终导致整个工艺除磷效果差。因此，CAST 工艺的除磷功能是有波动的，不一定稳定运行。紫光恒水位 SBR 池的前端有缺氧区一格和厌氧区一格，后面是好氧区和 SBR 功能区。对脱氮除磷功能而言，好氧区的功能是吸磷和硝化，缺氧区的功能是反硝化，厌氧区的功能是释磷。缺氧区与厌氧区的水力停留时间分别有 2h，反应时间比较长，同时反硝化和释磷分在两个区内进行，因此可以保证在充分反硝化之后再进行释磷作用，从而保证除磷效果稳定高效。A2O 工艺的池体分工与紫光恒水位 SBR 池相似，因此在除磷方面的效果，两者相近。但与传统 A2O 工艺相比，紫光恒水位 SBR 工艺也进行了改进，排除了 NO3
12、-对释磷的干扰。紫光恒水位 SBR 工艺的设计一般属于延时曝气工艺的范畴，因而具有较好的抗冲击负荷能力。Stantec 公司在加拿大的一个项目中对紫光恒水位 SBR 和传统连续进水、连续出水 BNR(生物脱氮除磷)活性污泥工艺在恒定进水和动态进水条件下的出水水质进行过模拟。以下为模拟的一些结果。在恒定进水条件下，进水流量、水质不随时间变化；在动态进水条件下，进水流量、水质随时间变化。因为在动态进水条件下，系统在某些时段的进水负荷可以高出平均负荷很多，所以在动态进水条件下系统将承受冲击负荷。因此，将系统在动态进水条件下的出水水质平均值与系统在恒定进水条件下的出水水质相比较，即紫光恒水位 SBR
13、出水水质传统连续进水、连续出水BNR 活性污泥工艺出水水质出水水质参数恒定进水条件下 1动态进水条件下 2恒定进水条件下 1动态进水条件下 2BOD56.76.68.48.4CODcr45445759TN12.513.213.314.9TP1.21.51.72.17可评价系统对冲击负荷的耐受能力。由此，上表的模拟结果表明，紫光恒水位 SBR抗冲击负荷的能力要较传统连续进水、连续出水活性污泥工艺为高。对于沉淀效果，紫光恒水位 SBR 工艺和 SBR 工艺在沉淀阶段均不进水和反应，污泥在静止状态下沉淀。而 A2O 工艺的二沉池是边进水边出水，污泥在动态下沉淀，很明显，SBR 工艺和紫光恒水位 SB
14、R 工艺的沉淀效果比 A2O 工艺好。三、容积和设备利用率高三、容积和设备利用率高紫光恒水位 SBR 工艺和 SBR 工艺均有间歇反应部分，因此两者的容积利用率和设备利用率均小于 A2O 工艺。紫光恒水位 SBR 工艺在这方面的特点，是相对于 SBR工艺而言的。首先讨论容积利用率，以周期为 4h 为例，SBR 工艺一般进水曝气 2h，沉淀1h，滗水 1h，因此 SBR 工艺的非曝气闲置时间为 2h，闲置容积是整个池子的体积V；紫光恒水位 SBR 工艺的间歇处理部分反应 1.4h，沉淀 0.6h，滗水 2h，因此紫光恒水位 SBR 工艺的闲置时间为 2.6h，闲置容积是整个池子体积的 39，即
15、0.39V；通过计算，SBR 池的容积利用率为 50，而紫光恒水位 SBR 池的容积利用率为75，所以紫光恒水位 SBR 工艺的容积利用率高于 SBR 工艺。SBR 池由于是间歇进水，因此为了抵抗高峰流量，其上部需要预留足够空间，而紫光恒水位 SBR 池是连续进水和连续出水，因此其上部只需有一定超高即可。由此，紫光恒水位 SBR 工艺的容积利用率更高于 SBR 工艺。其次讨论设备利用率，SBR 工艺的滗水设备和排泥设备的利用率为 25，其它设备的利用率也只有 50；而紫光恒水位 SBR 工艺除间歇处理部分的设备利用率低于 100以外，其余设备的利用率均为 100，因此紫光恒水位 SBR 工艺的
16、设备利用率更高于 SBR 工艺。四、节能四、节能相对于 SBR 工艺和 A2O 工艺而言，紫光恒水位 SBR 工艺能耗省。SBR 工艺单池是间歇进水间歇出水，滗水之后与进水之后存在高差 H，一般为 12m，由于该变水头存在，使得前阶段的提升高度增大。同时由于氧转移效率与水深有关，水深越深，氧转移效率越高。SBR 池内水深逐渐加大，氧转移效率也是逐渐增大，而紫光恒水位 SBR 池内水位始终恒定，因此氧转移效率也稳定。从这两方面比较，紫光恒水位 SBR 工艺的能耗比 SBR 工艺省。8A2O 工艺一般包括两个回流，外回流的流量为 Q，扬程一般 67m，内回流3Q，扬程一般 34m；紫光恒水位 SBR 工艺的污泥回流是隔墙回流，流量为 3Q，扬程 1m，因此紫光恒水位 SBR 工艺在污泥回流方面所消耗的能量低于 A2O 工艺。五、维护简便五、维护简便紫光恒水位 SBR 工艺的出水通过空气堰滗水器，常动部件是空气管上的电动阀；SBR 工艺的出水通过摇臂式、套筒式和虹吸式滗水器，常动部件是整个滗水器；A2O 工艺的二沉
