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1、SBR 工艺与厌氧+好氧+接触氧化工艺在水煤浆气化废水处理中的对比分析1.工艺论述1.1 采用厌氧+好氧+接触氧化工艺简介水煤浆气化废水属于高氨氮废水，所以脱氮除磷非常关键。采用厌氧+好氧+ 接触氧化法是一种好氧生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物 膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污 泥法与生物滤池二者的特点。池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料，这样在填料表面形成 生物膜，由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧 状态， 这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的 长食物链的生物群落
2、，能有效地将不能好氧生物降解的 COD 部分厌氧降解 为可生 化的有机物。由于池内填充了大量的生物膜载体填料，填料上下两端多数用网格状支架固 定，当填料下部的曝气系统发生故障时，维修工作将十分麻烦。填料易老化，一般 46 年需更换一次。由于前端物化处理后废水中SS含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物 膜比重较小，极易造成脱膜，挂膜不稳定。脱落的生物膜和絮状污泥在二沉池沉淀 效果较差，易导致出水 SS 超标。1.2 SBR 工艺简介在序批式反应器系统（Sequencing Batch Reactor简称SBR法）中，曝气 池、二沉池合二为一，在单一反应池内利用活性污泥完成污水的生物处理和固液
3、分 离， SBR 是污水活性污泥生化处理系统 的先驱，然而直到最近几年随着监控与测 试技术的飞速发展，这一技术才得以完全更新并被美国环境保护署（USEPA）推荐 为一项低投资、低操作成本及低维修费用，高效益的环境处理新技术。据EPA调 查，在污水流量一定时，选择SBR要比传统的活性污泥法处理费用节省许多，这 一点已被大量的工程实例所证实。工艺运行方式SBR工艺主体构筑物由SBR反应池组成，SBR反应池的运行操作由进水、反 应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。进水期：污水进入反应池。反应期：污水进入反应池中发生生化反应，在这阶段可以只混合不曝气，或 既混合又曝气，使污水处在反复的好氧-缺氧中，反应
4、期的长短一般由进水水质及 所要求的处理程度而定。沉降期：在此阶段反应器内混合液进行固液分离，因该阶段在完全静止条件 下进行，表面水力和固体负荷低，沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。排水期：当沉淀阶段结束，设置在反应池末端的滗水器开动，将上清液缓缓 滗出池外，当池内水位降到低水位时停止滗水。待机期：本处理系统多池运行，在每池滗水后完成了一个运行周期，在实际 操作中，滗水所需时间往往小于理论最大时间，故滗水完成后两周期间闲置时间就 是待机 期，该阶段可视污水的水质、水量和处理要求决定其长短或取消。在此阶 段可以从反应池排出剩余活性污泥。反应池排出的剩余污泥泥龄长，已基本稳定。SBR 法与其它活性污
5、泥处理技术比较有以下优点：SBR 系统以一组反应池取代了传统方法及其它变型方法中的初次沉淀池、曝 气池及二次沉淀池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更 具有灵活性。SBR 反应池具有调节池均质的作用，可最大限度地承受高峰 BOD5 浓度及有毒 化学物质对系统的影响。在污水流量低于设计值时，SBR系统可以调节液位计的设定值使用反应池部 分容积，或调节反应时间，从而避免了不必要的电耗。其它生物处理方法则无这样 的功能。因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥不会流失， 因而可以保持SBR系统在高负荷时的处理效率。而其它的生物处理方法在高流量负 荷时经常会出现活性
6、污泥流失的问题。SBR 在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时， 在沉淀阶段整个SBR反应池容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有 效的固液分离，因此，SBR的出水质量高于其它的生物处理方法。易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中因反应条件的不断的循环变化而 得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题 之一。采用了稳定的自动化控制和先进的探测仪器和设备，以保证出水水质达到污 水综合排放标准(GB13458-2001)和当地环保部门的要求。处理流程简洁，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量， 改变运行周期及工艺处理方法
7、，适应性很强。2.工艺设计和经济比较面选择分别对厌氧+好氧+接触氧化和 SBR 工艺进行经济比较分析。2.1 方案2.1.1 原水水量水质Q1920m3/dCODCr500mg/lBOD5250mg/l氨氮：300mg/LSS200mg/l电费按0.5 元/度考虑。2.1.2 厌氧+好氧+接触氧化工艺2.1.2.1 工艺设计生物接触氧化池 数量单池尺寸负荷接触时间实际停留时间2 座10X9X5.5m1.0kgB0D5/m3d3.6h6h填料层高度 3m 曝气系统采用散流式曝气器曝气 鼓风机房数量 1 间尺寸9.9X7.2X3.3m设 3 台三叶罗茨鼓风机，二用一备。型号HSR-150流量17.
8、15Nm3/min转速1180rpm风压58.8kPa功率30kw平流沉淀池数量1座表面负荷1.0m3/m2h尺寸25X6X6.0m有效水深2.5m设行车刮泥机 1 台。型号SHG6000功率3.75kw2.1.2.2 投资估算厌氧+好氧+接触氧化系统投资估算见表 1。表 1 厌氧 + 好氧 + 接触氧化系统投资估算序号名称规格单位数量单价（万元）合价（万元）1接触氧化池10X9X5.5m座211.17522.352鼓风机房9.9X7.2X3.3m座14.994.993平流沉淀池25X6X6.0m座118.9218.924散流式曝气器SSB600座1250.00851.065填料及支架(P 1
9、50M35400.02010.806鼓风机HSR-150座310.5010.507行车刮泥机SHG6000台17.507.508多用管阀电气1.009小计177.112.1.2.3 运行成本分析风机24小时运行，耗电30X2X24=1440度行车刮泥机12小时运行，耗电3.75X 12 = 45度生化部分吨水电费 0.206 元/吨水填料更换（按使用5年考虑）10.8X 10000/5/365/1920 = 0.03元/吨水 生化部分运行成本0. 236元/吨水2.1.2.4 构筑物占地构筑物占地面积 2200.1m2。2.1.3 SBR 工艺2.1.3.1 工艺设计数量2 座单池尺寸24X1
10、0X5.5m最高水位5.0m最低水位2.5m超高0.5m污泥负荷0.08kgB0D5/kgMLSS d污泥浓度3000mg/L反应池运行周期 8 小时每池内设1 套滗水器，滗水速度 600m3/h。SBR 反应池产生的剩余污泥采用重力排至贮泥池。曝气系统采用散流式曝气器曝气。鼓风机房数量1 间尺寸9.9X7.2X3.3m设3 台三叶罗茨鼓风机，二用一备。型号HSR-150流量17.15Nm3/min转速1180rpm风压58.8kPa功率30kw2.1.3.2 投资估算SBR 系统投资估算见表 2。表 2 SBR 系统投资估算序号名称规格单位数量单价（万元）合价（万元）1SBR反应池24X10
11、X5.5m座222.0544.102鼓风机房9.9X7.2X3.3m座14.994.993散流式曝气器SSB600座3340.00852.844滗水器XEF-600座216.0016.005鼓风机HSR-150座310.5010.506小计176.432.1.3.3 运行成本分析风机18小时运行，耗电30X2X18 = 1080度吨水电费 0.15 元/吨水2.1.3.4 构筑物占地 构筑物占地面积 1760.04m2。3. 两种工艺的技术经济对比分析 两种工艺的技术经济对比分析见表 3。表 3 生物接触氧化工艺与 SBR 工艺的技术经济对比项目生物接触氧化工艺SBR工艺技 术 可 行 性生物
12、膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和 好氧菌以及原生动物和后生动物形成 的长食物链的生物群落，能有效地将 不能好氧生物降解的COD部分厌氧降 解为可生化的有机物。整个过程在缺氧-好氧环境中交替进行， 易产生污泥膨胀的丝状细菌在反应池中 因反应条件的不断的循环变化而得到有 效的抑制。由于物化处理后废水中SS含量较低， 生物膜固着的载体较少，导致生物膜 比重较小，极易造成脱膜。脱落的生 物膜比重较小，在二沉池沉淀效果较 差，易导致出水SS超标。固液分离时整体水体接近完全静止状 态，不会发生短流现象，同时，在沉淀 阶段整个反应池容积都用于固液分离， 固液分离彻底，表面水力和固体负何 低，沉淀效率高，出水水质
13、有保证。操 作 管 理氧化池出水需设置泥水分离系统，一 般设二沉池或气浮，整个系统复杂， 操作管理不够方便。系统集进水、反应、沉淀、排水、闲置 于一体，无需设置二次沉淀池，整体结 构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系 统操作简单且更具有灵活性。由于填料和支架的存在，曝气系统发 生故障时维修困难，重新挂膜相对困 难。多池运行，曝气系统发生故障时可向其 它池子倒换，维修方便，启动迅速。约每4-6年需更换一次填料。完全混合，可长期运行。脱氮除磷效果差。易实现脱氮除磷，效果好。污泥膨胀多为丝状性膨胀，在活性污 泥法中，完全混合式最容易引起膨 胀。防止污泥膨胀的最好工艺。投资设备较多，一次性投资较大。形式简单，一次性投资较小。运 行 费 用较咼。较低。占 地 面 积构筑物占地面积较大，由于结构复 杂，实际占地面积需考虑通道和公共 面积。构筑物占地面积较小。
