浅谈改良式序列间歇反应器_MSBR_工艺

SBR（SequencingBatchReactor）工艺也叫序批 式（间歇）活性污泥法，它最根本的特点是在同一个 反应池内完成进水、曝气、沉淀、滗水、排泥全过程。 它的处理工序不是连续的，而是间歇的、周期性的， 尽管间歇处理操作比较复杂，对自控要求也高，但它 只需要一个反应池就能完成全部反应、沉淀等工序， 省去了连续流工艺中的二沉池和回流污泥设施，使 污水处理构筑物大大简化，从而节省了用地，减少了 基建投资。 SBR工艺早在1914年即已开发，但由于当时人 工管理繁琐，监测手段落后，使其难以推广应用。随 着计算机和自动控制技术的飞速发展，解决了活性 污泥法开发初期间歇操作中的复杂问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，使该工艺 的优势得到了逐步充分的发挥。同时也由于开发了 在线溶解氧测定仪、水位仪等精度高并且对全过程 控制比较经济的水质检测仪，污水处理厂的运行管 理逐渐实现了自动化，SBR工艺以其独特优势引起 广泛的注意，近年来得以迅速推广，成为目前世界上 污水处理技术的热门工艺。近年来，经过大量的研究 和实践出现了各种改型工艺，如有的将进水改为连 续，有的将部分曝气改为连续，有的将出水改为连 续，但只要还保留着序批处理周期运行的特点，就属 于SBR工艺的范畴。 由传统 SBR法发展的新工艺有：ICEAS(Inter- mittentCyclicExtendedAerationSystem)间歇式周期 循环曝气系统、CASS(CyclicActivatedSludgeSystem) 循环活性污泥系统、DAT-IAT(DemandAeration Tank-IntermittentAerationTank)连续-间歇曝气工 艺、MSBR(ModifiedSequenceingBatchRactor)改良式 序列间歇反应器等，下面主要介绍MSBR工艺在城 市污水处理中的应用。 1 MSBR的工作原理 MSBR是根据SBR的技术特点结合传统活性污 泥法技术研究开发的一种更为理想的污水处理系 统，被认为是最新、集约化程度最高的污水处理工 艺。 MSBR的工作原理如图1所示。污水首先进入 厌氧池，同回流污泥混合并完成微生物的释磷，然后 浅谈改良式序列间歇反应器(MSBR)工艺 邵 楠 （南昌有色冶金设计研究院，江西南昌 330002） 〔摘 要〕介绍了SBR工艺的基本特点,并详细介绍了MSBR工艺的工作原理、工作特点和工艺参数及 在工程中的应用。 〔关键词〕SBR法;MSBR工艺;城市污水处理 中图分类号:X505 文献标识码:B 文章编号:1004-4345(2006)02-0061-03 ADiscussionontheTechnologyofModifiedSequencingBatchReactor(MSBR) SHAONan (NanchangEngineering&ResearchInstituteofNonferrousMetals,Nanchang,Jiangxi330002,China) AbstractThepaperintroducesthebasiccharacteristicsofSBRtechnologyanddetailstheworkprinciple,workcharacteristics andprocessparametersofMSBRtechnology,aswellasitsapplicationinengineering. KeywordsSBRmethod;MSBRtechnology;municipalsewagetreatment 收稿日期：2005-04-04 作者简介：邵 楠（ 1975—），男，江苏人，工程师，主要从事给排水设计工作。 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第27卷 2006年 第 3期 6 月 时段 SBR 池1 污泥浓 缩池 缺氧 池1 厌氧 池 缺氧 池2 好氧主 曝气池 SBR 池2 1 2 3 4 5 6 搅拌 曝气 预沉 沉淀 沉淀 沉淀 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 浓缩 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 搅拌 曝气 曝气 曝气 曝气 曝气 曝气 沉淀 沉淀 沉淀 搅拌 曝气 预沉 混合液进入缺氧池1进行反硝化。反硝化后的废水 进入好氧主曝气池，在好氧环境中，微生物进行过量 吸磷，同时完成有机物的降解和氨氮的硝化。活性污 泥吸收磷后部分混合液再进入起沉淀作用的 SBR 池1，沉淀后排放。从好氧主曝气池流出的混合液另 一部分进行内循环，形成“好氧池-SBR池2-污泥浓 缩池-缺氧池2-厌氧池（污泥浓缩池的上清液回流 到好氧池）”的污泥回流，回流混合液流经SBR池2 时，经历了缺氧搅拌和好氧曝气阶段，进行反硝化及 进一步硝化，然后混合液进入污泥浓缩池进行沉淀， 经过泥水分离后，浓缩污泥则先进入缺氧池2进行 反硝化并消耗回流污泥中的溶解氧和硝酸盐，为随 后进行的厌氧放磷创造条件，再进入厌氧池与原污 水混合。而含硝酸盐氮的上清液进入好氧主曝气池。 另外，从好氧主曝气池流出的混合液另一部分进行 外循环，回流到缺氧池1，以便充分进行反硝化[1]。 2 MSBR的运行方式 一般MSBR将一个运行周期分为6个时段，每 3个时段为一个半周期，在相邻的两个半周期内，除 SBR池的运行方式不同外，其余各单元运行方式完 全一样。一个运行周期内MSBR各单元的工作状态 如表1所示。 原废水由厌氧池进入，经缺氧池和好氧主曝气 池，在第一个半周期内从 SBR池1出水，在第二个 半周期从SBR池2出水。在第一个半周期内起沉淀 作用的是SBR池1，而在第二个半周期内，则由SBR 池2起沉淀作用[2]。 3 MSBR的特点 从 MSBR的工作原理和运行方式可以看出， MSBR与经典的SBR比较，具有以下一些特点： （1）MSBR是一种高效率的反应器，它综合了 A2/O、SBR、UCT等工艺的优点，结构简单紧凑、占地 面积小、土建造价低、自动化程度高； （2）MSBR工艺是从连续运行的单元(厌氧池)进 水，而不从SBR单元进水，将大部分好氧量转移到 了连续运行的主曝气池中，从而改善了设备的利用 率，同时从连续运行单元进水极大地改善了系统承 受水力冲击负荷和有机物冲击负荷的能力； （3）MSBR增加了低水头、低能耗的回流设施， 既有污泥回流又有混合液回流，从而极大地改善了 系统中各个单元内MLSS的均匀性，特别是增加了 连续运行单元的MLSS浓度； （4）MSBR系统中的微生物完整地经历了厌氧、 好氧、缺氧、沉淀4个阶段，可以利用不同形态的氧 作为电子受体，通过多种途径进行代谢从而使除磷 脱氮效果更好，有机物降解更为完全； （5）MSBR系统中SBR池在出水时，其特殊的构 造形成了污泥层的过滤和截留作用，降低了出水中 悬浮物的浓度，使出水水质优于普通二沉池的出 水。 4 工程实例 MSBR被认为是最新、集约化程度最高的污水 处理工艺。目前，MSBR系统主要在北美和南美应 用，韩国汉城建造了亚洲第一座采用该工艺的污水 处理厂。笔者考察了我国首座采用该工艺建设的城 市污水处理厂———深圳市盐田污水处理厂。 盐田污水处理厂位于盐田港码头附近的一片填 海区，近期处理规模为12万m3/d，占地6.33万m2； 远期设计规模为20万m3/d，占地11.4万m2。污水性 质为城市污水，进水BOD5=150mg/L(200mg/L校核)， SS=150mg/L(200mg/L校核)，TN=35mg/L，TP=4mg/L； 图1 MSBR系统工作原理图 表1 一个运行周期内MSBR各单元运行状态 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第27卷62· · 出水BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，NH3―N≤15mg/L， TP≤0.5mg/L。污水处理厂工艺流程图见图2。 图2 盐田污水处理厂工艺流程图 MSBR系统单组设计规模4万m3/d，包括7个单 元，7个单元组合成 1座钢筋混凝土结构矩形池， MSBR池平面布置图见图3。单元1和单元7是SBR 池，其功能是相同的，均起着好氧氧化、厌氧反硝化、 预沉淀和沉淀作用；单元2是污泥重力浓缩池，被浓 缩的活性污泥进入单元3，上清液（富含硝酸盐）则 进入单元6（或单元5）；单元3是缺氧池，不但回流 污泥中溶解氧在本单元中被消耗掉，而且污泥中硝 酸盐也被微生物的自身氧化所消耗；单元4是厌氧 池，原污水由本单元进入MSBR系统，回流污泥在本 单元吸收分子的有机物同时完成磷的充分释放；单 元5是缺氧/厌氧池，当BOD5>150mg/L时，污水与由 单元6回流至此的混合液混合，完成生物脱氮过程 （反硝化），当BOD5<150mg/L时，单元6就不必回流 混合液至单元5，同时单元2来的上清液也不必回 流至单元5而是回流至单元6，单元5也作为厌氧 池强化生物除磷效果；单元6是好氧主曝气池，其作 用是氧化有机物并对污水进行充分的硝化，让聚磷 菌在本单元中过量吸磷。 MSBR池主要工艺参数：水力停留时间HRT= 14.31h，污泥设计泥龄为8～13d，平均设计污泥浓度 MLSS=2200～4000mg/L，各单元水深6～8m，MSBR 混合液回流量为(1.3～1.5)Q，浓缩污泥回流量为(0.3～ 0.5)Q，单座MSBR池干污泥量为6880kg/d，剩余污 泥提升泵流量115m3/h，主曝气池供气量为115.22～ 137.50m3/min (标准状态)，氧气利用率 EA=22%～ 30%，动力效率 2.5～4.0kgO2/(kW·h)，空气出水堰负 荷40m3/(m·h)。MSBR系统各单元均设置有浮筒式搅 拌器，以改善系统中各个单元的MLSS的均匀性。曝 气器采用可升降式微孔曝气器，并在每边SBR池内 各设1套空气堰系统，每套空气堰包括3个空气堰 罩、1套水位计、1个空气管控制箱和1个电气控制 箱，空气堰罩由玻璃钢制造。 5 小 结 实践证明，MSBR系统综合了多种工艺的特点， 是一种高效率的反应器。它能够保证连续进出水，使 反应器保持恒定水位。由于MSBR系统采用了一体 化的结构形式，使占地面积和建造成本进一步降低， 是一种高效、经济、灵活、易于实现计算机自动控制 的新型污水处理技术。 〔参考文献〕 [1] 任洁,顾国维.MSBR系统的特点及其除磷脱氮的机理分析[J].给 水排水，2002，28（11）：23-24. [2]张自杰.废水处理理论与设计[M].北京：中国建筑工业出版社， 2003. 图3 MSBR池平布置示意图 浅谈改良式序列间歇反应器（ MSBR）工艺第 3期 63· ·