MSBR工艺在小型污水处理厂设计中的应用

收稿日期:2008-05-12 作者简介:袁明(1980-),男,河北邯郸人,毕业于合肥工业大学,学士, 助理工程师。 图1 MSBR系统原理图 Fig1 PrinciplemapofMSBRsystem 缺 氧 池 厌 氧 池 缺 氧 池 污 泥 浓 缩 好 氧 池 1.5Q回流 SBR 出水 1.0Q 1.0Q 1.5Q回流 SBR 1.5Q回流 进水 0.5Q 0 引 言 MSBR(ModifiedSBR)工艺是 20世纪 80年代后期发展起 来的改良型 SBR工艺,目前其专利技术归美国芝加哥附近的 AquaAerobicSystem,Inc所有。它首先在委内瑞拉等南美国家使 用,经过不断发展,现在普遍采用的是 MSBR第三代技术。 MSBR工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 简洁、控制灵活、单元操作简单而且占地省,被 认为是目前最新、集约化程度最高的污水处理技术之一。 小型污水处理厂一般指处理规模小于 1×104m3/d的污水 处理厂。近年来,由于我国经济的飞速发展和对生态环境要求 的日益提高,小型污水处理厂建设的数量也越来越多,因此,对 适合小型污水处理厂的工艺进行研究具有重要的现实意义。小 型污水处理厂具有如下的一些特点:①承担的排水面积小,污 水量也较小,但水量、水质的日变化较大;②一般在城镇小区或 厂内修建,其占地往往受到限制,故处理单元应布置紧凑;③自 动化程度要求较高,以降低运行成本;④可能会受实际条件限 制(如有时靠近居民区或地面起伏不平等),故平面布置需因地 制宜、化弊为利;⑤一般不设污泥消化,宜采用低负荷的延时曝 气工艺,在减少剩余污泥产量的同时使污泥实现好氧稳定。 鉴于以上的特点,MSBR工艺在小型污水处理厂设计中有 着诸多的优点和独到之处,比如:抗冲击负荷能力较高、工艺简 化且节省占地、处理效果好且污泥稳定、运行灵活且调节能力 强等。所以,虽然MSBR工艺在污水处理厂设计中还未得到非 常广泛的应用,但是随着城镇污水处理厂越来越普及对污水厂 出水水质要求越来越高,MSBR工艺将有着广阔的发展空间。 1 MSBR工艺的原理与特点 1.1MSBR工艺的原理 MSBR是一种连续进水、连续出水的生物反应器,实质上 是AAO系统与SBR系统串联而成,因此具有 A2/O的生物除磷 脱氮功能和SBR的一体化、流程简洁、控制灵活等优点。 具体的工作原理为:污水首先进入厌氧池与经过浓缩及缺 氧后进一步去除硝酸盐的回流污泥混合,以保证厌氧条件,回 流污泥在厌氧池进行充分放磷,然后与污水一起进入缺氧池, 与好氧池的内回流污泥混合进行反硝化,反硝化后的污水进入 好氧池,有机物在好氧池被降解,活性污泥充分吸磷后再进入 起沉淀作用的SBR池,澄清后的污水被排放。此时另一边SBR 一方面接不同的时段进行处于缺、好氧情况下,进行反硝化和 硝化作用,或起静置沉淀的作用,另外有 1.0~~1.5Q的回流至 浓缩区进行浓缩,上清液直接进入好氧池,浓缩污泥则进入缺 氧池,一方面可以再进行反硝化,另一方面保证回流污泥总的 溶解氧最小,为后继厌氧池的放磷提供更加有利的条件。 MSBR系统原理图见图1。 1.2MSBR工艺的特点 传统的 SBR法是将有机物降解和脱氮除磷等过程集中在 一个反应器内完成,以其处理流程简单、运行效果好、具备良好 脱氮除磷功能等独特优点受到污水处理界青睐,但由于传统 SBR法间歇进水,间歇排水,处理周期长,周期运行开始和结束 阶段的污泥负荷率低,降解深度慢,滗水末期反应装置的有效 容积仅占总容积的三分之一,且滗水装置构造复杂,单位时间 MSBR工艺在小型污水处理厂设计中的应用 ApplicationofMSBRTechniqueintheDesignofSmallSewageTreatmentPlant 袁 明 (合肥市市政设计院有限公司,安徽 合肥 230061) 摘 要:MSBR工艺是一种改良型 SBR工艺,具有流程简洁、控制灵活、单元操作简单而且占地省等优点,同时由于小型污水处理厂自身的特 点,所以小型污水处理厂设计中适宜采用MSBR工艺。通过实例证明,MSBR工艺出水水质满足要求,并且符合小型污水处理厂发展的需要。 关键词:MSBR;改良型;小型污水处理厂 中图分类号:X703 文献标识码:B 文章编号:1007-7359(2008)04-0157-03 YuanMing(HefeiMunicipalDesignInstituteCo.,Ltd.,Hefei230061,China) Abstract:MSBRisthemodifiedSBRtechniqueandowingtoitsadvantagessuchascompactflow,flexiblecontrol,simpleunitoperationandsmallfootprint,it isquitefittobeappliedintothedesignofsmallsewagetreatmentplant.TheapplicationcasesindicatethatMSBRtechniquemeetstherequirementofeffluent qualityandgoesinlinewiththedevelopmentneedsofthesmallsewagetreatmentplant. Keywords:MSBR(modifiedsequencingbatchreactor);modified;smallsewagetreatmentplant 安 徽 建 筑2008年第4期(总第161期) 157 序号 比较项目 MSBR工艺 氧化沟工艺 1 基建投资 小 大 2 构筑物数量 少 较多 3 设备数量 较多 较少 4 占地面积 小 大 5 污泥量 基本相同 基本相同 6 维护和运行管理 较复杂 简单 7 自动化程度 高 低 主要参数比较 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 表1 污水处理厂综合比较表 表2 比较 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 MSBR工艺 氧化沟工艺 工艺特点 *构造简单,构筑物少,场外管线 少,占地少。 *内回流仅通过一隔墙进行,因而 水头损失小,能量消耗小。 *类似完全混合活性污泥法,BOD 及NH3-N去除率高,运行稳定。 *耐冲击负荷,出水水质最好。 *推流式运行,效果佳,经常运行 费用少。 *反硝化程度高,低能耗,污泥絮 凝效果好,能形成良好的污泥层, 使处理效果更好。 *脱氮除磷效果一 般,COD、BOD和 SS 去除率较高,稳定性 较好。 *泥龄较长,污泥的 氧化部分量较大,污 泥产率低。 *工艺成熟,处理效 果稳定。 *占地面积大,土建 费用高。 运行管理 自动化程度高,维护管理相对 复杂 设备数量较多,维护 管理相对复杂 投资 设备及构筑物投资适中,工程 投资少 设备及构筑物投资 高,工程投资高 设计参数取值 表3 设计参数 推荐值 备注 污泥负荷 [kgBOD/(kgMLSS.d)] 0.05～0.15 水力停留时间 12h~14h 周期数(个/天) 2~6 周期工作时间为4h~12h 平均污泥浓度(g/l) 2.2~3.0 供氧量按4.0g/l~5.0g/lMLSS计算 排出比 1/3~1/6 泥龄(d) 7d~20d 池深 3.5m~6.0m 出水量有一定限制,因而制约了它大规模、大范围的应用。而 MSBR是在总结了各种污水处理工艺运行的特点,改进存在的 缺点,强化优势同时进行必要的试验研究并从理论上进行总结 提高,该工艺流程和结构形式综合了 BARDENPHO、A2/O、氧化 沟、CAST等脱氮除磷工艺的特点,为各种微生物生成创造了最 佳的环境条件和水力条件,使有机物的降解、氨氮的消化与反 消化、磷的释放和吸收等生化过程一直处于高效反应状态,提 高了反应效率,整个系统采用组合式连体结构,减少了占地面 积,降低了运行费用。 MSBR工艺省却了传统活性污泥法所必须的初沉池和二 沉池,同时又能保证连续进出水及保持固定水位。系统综合了 以往其它脱氮除磷工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大 速率环境,去除有机物效率更高,脱氮除磷效果更好,运行更加 稳定。现将MSBR工艺的特点总结如下。 ①主曝气单元类似于完全混合活性污泥系统,可以提供较 为稳定的负荷条件,实现对有机碳和氨氮的去除; ②由于在曝气单元的持续曝气,因此设备有较高的利用效 率; ③脱氮除磷和污泥絮凝效果好,出水情况良好; ④静止沉淀可以产生一个清晰的、高密度的污泥层,该污 泥层可以起到一个污泥过滤器的作用,对改善出水质量和缺氧 内源呼吸进行的反硝化有重要作用; ⑤运行模式多样,可根据进、出水质情况进行灵活的调整, 以达到不同的处理目的。运行模式主要包括:MUCT运行模式、 倒置 AAO模式、五段式 Bardenpho工艺模式及改良 AAO模式 等; ⑥周期性运行可消除高峰流量产生的不利影响; ⑦无需设置单独的沉淀池,可减小土建投资; ⑧采用空气堰控制出水,防止了曝气期间的任何悬浮物进 入出水堰,从而可有效地控制出水悬浮物; ⑨系统体积小,节省占地面积; ⑩自动化程度高; 水头损失小,能量消耗低; 剩余污泥浓度高(>2%),无需污泥浓缩; 与其他生物处理工艺相比,总投资较小等。 2 与其他工艺比较 目前常用的脱氮除磷处理工艺主要有氧化沟法、A2/O法、 MSBR法、曝气生物滤池法、交替式活性污泥法等,各处理工艺 形式不一,每个工艺各具特点,均具有脱氮除磷功能。小型污水 处理厂的优选工艺是氧化沟和 MSBR,两种工艺主要参数比较 如表1。 由表 2可知:氧化沟工艺需要设二沉池,反硝化需要混合 液、污泥回流,能耗较大,造成污水处理厂设备及构筑物较多; 而 MSBR池集曝气、沉淀、排水于一池,污泥回流设备投资较 低、能耗小,构筑物数量较少,运行较灵活。因此,小型污水处理 厂采用MSBR工艺更为适宜。 3 主要设计参数、平面布置及工艺流程 3.1主要设计参数 MSBR工艺的主要设计参数(如泥龄、污泥负荷等)在条件 允许的情况下应通过小试加以确定,否则可按表3取值。 3.2平面布置 MSBR是连续进水和连续出水的改良型 SBR法,它为二阶 段的厌、缺、好氧法:第一阶段是在同一时段不同的单元内完成 AAO过程,第二接段是在不同时段在同一池子内完成好、缺、 沉的过程。MSBR池的平面布置形式如图2所示。 水的流程:进水→厌氧池→缺(厌)氧池→好氧池→序批池 (作沉淀池)→出水; 外回流污泥流程:混合液→浓缩池→缺氧池→厌氧池→缺 (厌)氧池→好氧池→序批池; 11 12 13 第15卷第4期袁 明 MSBR工艺在小型污水处理厂设计中的应用158 图2 MSBR池平面布置示意图 6 7 WAS RAS 234 ST 5 1 WAS RAS 出水 进水 回流 空气堰 出水 出水 1.序批池;2.浓缩池;3.缺氧池;4.厌氧池;5.缺(厌)氧池;6.好氧池; 7.序批池 2008年8月 内回流污泥的流程:好氧→缺(厌)氧池→好氧池→序批 池。 3.3工艺流程 采用MSBR法时不需设置初沉池与二沉池,常规的工艺流 程如图3所示。 4 工程应用 上海市某镇小型污水处理厂采用了该工艺并运行良好,主 要工程内容如下。 4.1设计参数 进 水 水 质 :CODcr=350mg/l;BOD5=200mg/l;SS=250mg/l; NH3-N=35mg/l;TP=5mg/l; 出水水质:达到国家一级 A排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,即 CODcr≤50mg/l; BOD5≤10mg/l;SS≤10mg/l;NH3-N≤8mg/l;TN≤15mg/l;TP≤ 1mg/l; 处理规模:2500m3/d; 总停留时间:20.56h; 泥龄:10d; 污泥负荷:0.106kgBODs/ngMLSS.d; 混合液MLSS:2.2g/l; 产泥量:950kg/d。 4.2主要处理构筑物设计 进水泵房:进水泵房与格栅井等合建,土建按远期一次建 成。进水闸门井、格栅井和泵房合建,平面 尺寸 手机海报尺寸公章尺寸朋友圈海报尺寸停车场尺寸印章尺寸 为8m×4m。进水 泵房内设潜水泵3台,2用1备。 细格栅及曝气沉砂池:细格栅井与沉砂池合建,平面尺寸 为6m×1.8m,有效水深H0=0.6m。曝气沉砂池需用风量由2台 罗茨鼓风机供给(1用 1备)。沉砂池上配置 1套行车式吸砂 泵,水力停留时间为 4min,产砂量 0.08m3/d,砂含水率为 60%, 容重为1500kg/m3。 MSBR池:平面尺寸为21m×17m,有效水深6m,1座,处理 能力为 2500m3/d,总停留时间:20.56h。根据 MSBR工艺特点, 将MSBR池分成7个单元: 3#:预缺氧池,停留时间 0.35h,每池设搅拌器 1台,每台功 率为0.85kW。 4#:厌氧池,停留时间 1.38h,每池设搅拌器 1台,每台功率 为0.85kW。 5#:缺氧池,停留时间 1.73h,每池设搅拌器 1台,每台功率 为0.85kW。 6#:曝气池,停留时间 7.50h,回流混合液通过潜水泵打到 5#。设反硝化回流泵,Q=5m3/min,H=0.8m,P=1.2kW。 1#、7#:SBR池,停留时间8.92hr。回流混合液通过潜水泵打 到4#。设回流泵,Q=5m3/min,H=0.8m,P=1.2kW。 加氯接触池:经 MSBR处理后的上清液经过滤后,进入加 氯接触池进行消毒处理。加氯接触池为 1座,平面尺寸 7.2m× 4m。加氯量10mg/L,采用ClO2消毒。 加氯间:消毒和加药设备合建平面尺寸为9m×5m。内设 2.5m3盐酸储罐和 2.5m3氯酸钠储罐各 1只,二氧化氯发生器 2 台(1用1备,N=3.0kW/台)。 鼓风机房:鼓风机房与配电间及控制室合建,鼓风机房平 面尺寸为12.04m×4.74m,层高6m。内设罗茨鼓风机2台(1用1 备),每台风机特性:Q=20m3/min,H=6.0m,电机N=29kW。鼓风机 设置过滤网、消声器。鼓风机房内另设电动葫芦 1台(起重量 1t,起升高度6m)。 储泥池:污水处理过程中产生的剩余污泥通过剩余污泥泵 排入储泥池,储泥池平面尺寸为 3m×3m,深 2m,总有效池容积 18m3,停留时间为10h。 脱水机房与污泥堆棚:污泥脱水机房与污泥堆棚合建,脱 水机房平面尺寸为 12m×10m,层高 6m。污泥浓缩脱水过程中 需投加高分子有机絮凝剂 PAM,药液浓度 0.5%,脱水后污泥含 水率小于80%。 5 结 语 综上所述,小型污水处理工艺的选择要根据进水水质特 点、出水水质要求、经济发展程度、用地情况和技术水平等因素 来综合考虑。而MSBR系统是由A2/O系统与SBR系统串联组 成,出水水质稳定、高效,并有极大的净化潜力,但是由于其技 术和管理水平要求较高,制约了它的快速发展。但是,随着我国 污水处理事业的不断进步和污水处理厂技术和管理水平的不 断提高,MSBR工艺将会以其众多的优点而备受青睐。 参考文献 [1] 罗万申.新型污水处理工艺-MSBR[J].中国给水排水,1999(6). [2] 王维斌,吴凡松.小型污水处理厂的设计[J].中国给水排水,2002.(3). [3] 杜英豪.MSBR工艺的运行管理实践[J].中国给水排水,2006(2). 水、电、暖通技术与应用 159