張大群 王秀朵

( 天津市市政工程設計研究院)

澳大利亞近10多年來建成SBR污水處理廠近600座，其中大中型SBR污水處理廠也日益增多，新南威爾士州和維多利亞州已建成處理量7萬t/d的污水處理廠，其中SBR反應池的單池處理量已達1.2萬t/d，目前正在興建處理量為21萬t/d的大型SBR污水處理廠。所采用的處理方法已由ICEAS法發展到CASS法，又發展到IDEA法及DAT-IAT 法。現就DAT-IAT法的原理、操作及主要特點分述。

1 DAT-IAT法

DAT-IAT工藝的主體構筑是由兩個串聯的反應池組成，即需氧池(Demcnd Aeration Tank簡稱DAT池)和間歇曝氣池(Intermittent Aeration Tank簡稱IAT池)組成，一般情況DAT池連續進水、連續曝氣，其出水進入IAT池，在此可完成曝氣、沉淀、潷水和排出剩余污泥工序，其典型的工藝流程，如圖1。
DAT-IAT法的反應機理以及污染物質去除機制與CFS、傳統的SBR相同，僅是構筑物的構成方式和運行操作不一樣，它是在一組反應池中，在時間上進行各種目的不同的操作。其操作工序為:
① 進水工序。處理水連續的進入DAT池，并經連續曝氣后通過雙層導流設施進入IAT池。

② 反應工序。分兩部分組成，反應首先發生在DAT池，該池在連續進水的同時連續曝氣，曝氣時間一般為每天20h左右(可視進水量和水質而定)。該池去除有機物的機理和操作與CFS曝氣池基本相同。由于該池為連續進水，對整個反應系統起到了水力均衡作用。反應的第二部分即經DAT池進行初步生物處理后的污水通過兩池之間雙層配水裝置連續不斷地進入IAT池，按工藝計算要求進行一定時間的曝氣或攪拌，而達到好氧反應的目的(去除BOD 5 硝化，除磷脫氮)，有時為達到更高的沉淀效果，在反應工序最后短時間內進行曝氣，去除附著污泥上的氮氣。排除剩余污泥的工作也可以在本工序進行。
③ 沉淀工序。沉淀工序只發生在IAT 池，當IAT池停止曝氣和攪拌后，活性污泥絮體進行重力沉淀和上清液的分離，本工序的功能相當于CFS法中的二次沉淀池。
④ 排水工序。排水工序只發生在IAT 池，當池水位達到設計的最高水位時，沉淀后的上清液由設置在IAT池末端的潷水器緩慢地排出池外。當池水位恢復到處理周期開始的最低水位時停止潷水。IAT反應池底部沉降的活性污泥，一部分做為該池下個處理周期的回流污泥使用，另一部分用污泥泵打回DAT池做為DAT池下個周期的活性污泥。剩余污泥引至污泥處理裝置進行污泥處理。另外，反應池中還剩下一部分處理水，可起循環和稀釋作用。
⑤ 閑置工序。在IAT池沉淀之后到下個周期開始期間，可視污水的性質設置一閑置期，在該時段內可根據需要進行攪拌或曝氣。在厭氧條件下攪拌比好氧條件下的曝氣節省能量，同時對保持污泥的活性也是有利的。在以脫磷為目的的裝置中，剩余污泥的排放一般是在閑置工序之初和沉淀工序的最后進行。
DAT-IAT法工藝的主要特點為:
① 工藝穩定性高。由于DAT池連續進水，連續曝氣起到了水力均衡作用，提高了工藝處理的穩定性；由于IAT池可任意調節狀態，有利于去除難降解的有機物；DAT與IAT池能保持很高的MLSS濃度和較長的污泥齡(屬延時曝氣工藝)，對有機物負荷及有毒物質有較強的抗沖擊能力；活性污泥濃度高，溶解性BOD 5 消耗快，溶解性BOD 5 濃度低氧的傳質效率提高了。
② 處理構筑物較少，使處理流程大大簡化。在處理過程中DAT-IAT反應池集曝氣、沉淀于一身，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房，同時采用該處理工藝污泥已好氧穩定，不需消化處理，只需濃縮脫水即可，省去了消化池，與CFS工藝及氧化溝工藝相比較大大節省了占地面積。
③ 可脫氮除磷。通過調節IAT池的曝氣和間歇時間，使污水在池中交替處于好氧、缺氧和厭氧狀態，可以方便地脫氮除磷，是一種很好的生物脫氮除磷工藝。
④ 節省投資。DAT池與IAT池串聯設置，可減少潷水器的安裝數量；由于DAT池為連續進水，因此不需要順序進水的閘閥及自控裝置；由于DAT池為連續曝氣減小了曝氣強度，所需鼓風機的額定能力(風量)比普通SBR 工藝小；串聯布置的DAT與IAT池之間采用共用墻，土建費用可節省；相應的反應池控制系統也簡單。

2 三種類型潷水器的研究與探討

目前發達國家及國內對潷水器的研究作了大量工作，研制出了多種形式的潷水器，歸納起來主要為三種類型，現分述如下。
a. 虹吸式潷水器:見圖2。

數根垂直或傾斜的短管在上端用總管連結在一起形成一個淹沒堰。短管的下端正好位于池子要求的最低水位處，總管離最低水位約100mm。總管在水平方向與U形管連在一起，可放在池內也可放在池外。U形管的出水位于池子的最低水位以下，總管/U形下降管的最高點與空氣管連接。空氣管可用自動閥門(通常為電磁閥)關閉。
實際運行中，在操作的曝氣/沉淀階段，池子內水位不斷上升，空氣被阻留在總管中，短管中的空氣也被水頭壓向上方。因為U形管的橫截面比所有短管的橫截面小(一般為1/10)，U形下降管的水面下降要比短管內的水面上升大得多。由于U形管內的水位差空氣被壓縮，而短管內的水位變化并不大。這種壓力使池子水位正好上升至總管上方時水不會進入總管或流出反應池。沉淀階段過后打開自動閥門，將一段時間被阻留地空氣放出，上清液便通過所有的短管慢慢流出池外，池底的污泥層也不會被攪起。空氣閥關閉后，潷水仍會通過虹吸作用繼續進行，一直到最低水位。通常在這時電磁閥再打開以破壞虹吸，這樣短管內幾毫米的水柱便起到了浮渣擋板的作用，以防止一些浮渣隨清水一起流出。
b. 旋轉式潷水器:見圖3。
旋轉式潷水器由電機、減速機、絲杠、萬向導桿、載體管道、回轉接頭、堰口、浮箱、支承架等部分組成。在程序的控制下按一定的速率，在方向導桿的帶動下使載體管道及堰口發生回轉，帶動浮箱的堰口即要漂浮在水面上，又能使池內水不斷涌人浮動堰口通過載體管道流向池外。堰體本身與浮力形成平衡，保證其水流均衡；堰體所處絕對高度也不斷下降，要求載體管道不論以何軌跡運動，但其聯結堰口部分必須也以同樣速率變化。


要解決的關鍵技術問題有:
① 堰口隨水面下降時，聯結堰口的管道、裝置所組成的堰體部分無論以何種軌跡進行運動，其聯結堰口的部分必須隨水面下降的速率同步變化。

② 堰口所以能隨水面升降而浮動，除載體管道具有特殊裝置能靈活地達到要求外，另一個是載有水的管道及堰體，在運動到各個位置時其重力與浮力相平衡。
c. 套筒式潷水器:見圖4。
套筒式潷水器有絲杠式和鋼繩兩種，都是在一個固定的池內平臺通過電機的運動，帶動絲杠或滾筒上鋼繩聯結的浮動式水堰上下移動。為更好的適應浮力的變化，在堰上放有一套剪刀式浮箱，堰的中央留有1～3個 250～ 300mm的圓孔。圓孔下端的直管套在一個帶有橡膠密封的套筒上，可以隨水堰上下移動。套筒的末端固定在反應池底板上，與底板下的管道聯結。將堰內的水通過套筒引至池外，完成潷水的過程。
作者處:300051 天津市(和)營口道239號