CSBR污水處理技術
CSBR(Continuous flow constant level sequencing batch reactor)污水處理技術是加拿大Stantec公司在充分研究了傳統連續進水、連續出水、恒水位活性污泥工藝(包括氧化溝工藝);典型間歇進水、間歇潷水、變水位SBR工藝;連續進水、連續潷水、恒水位改進型SBR工藝,以及連續進水、間歇潷水、變水位改進型SBR工藝的優缺點的基礎上開發出的新技術。可用于適合生化法處理的城市污水和工業廢水,以去除CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP等污染物。CSBR工藝現已在北美、韓國及我國等多個國家的城市污水處理工程中得到應用,處理規模在2500m3/d至12×104m3/d不等。實踐證明它是一項先進可靠、投資省、占地少、運行管理簡便的一體化污(廢)水處理技術。
1 工藝流程
CSBR為連續進水、連續潷水、恒水位改進型SBR工藝,含有一個(或多個)連續進水、連續出水的恒水位生物反應池(簡稱C池)和兩個(或多個)污泥回流、間歇反應、靜置沉淀和潷水的布置對稱的恒水位SBR池。污泥回流、間歇反應和靜置沉淀過程(簡稱R過程或R池)在其中一個恒水位SBR池中完成,而潷水則在另一個恒水位的SBR池(簡稱潷水池)中實現,兩個SBR池周期交替進行R過程和潷水過程。根據污(廢)水處理要求,可在兩個SBR池前串聯布置多個C池;原污水連續進入一個或多個C池。不同C池可設計成缺氧、厭氧或好氧池,以滿足不同的處理需要(如生物脫氮、除磷)。出水由兩個SBR池通過恒水位潷水器交替潷出;剩余污泥則從處于潷水狀態的SBR池中排放。其工藝流程和平面布置見圖1和圖2。
2 CSBR技術的作用原理
CSBR技術的C池的運行與傳統活性污泥法相同,均為連續進水、連續出水、恒水位;池中的曝氣、攪拌設備連續運轉,無需周期控制系統。而兩個SBR池交替作為潷水池和R池;其運行由自控系統作相應的周期性開—關轉換來實現。
CSBR技術由一個大周期周而復始的運行,大周期又由兩個前后小周期組成。每一個小周期相應為R過程的SBR池完成污泥回流、間歇反應和靜置沉淀所需的時間,或為潷水池的SBR池完成潷水過程所需的時間。若一個SBR池在前小周期中作為R池,則在后小周期中該SBR池將作為潷水池;反之亦然。R過程的每個小周期可進一步分為“污泥回流—間歇反應—靜置沉淀”三個階段。下面以A/A/O構型為例說明前后小周期的運行過程。
2.1 前小周期的運行
前小周期的運行見圖3所示:小部分原污水連續進入池1(缺氧池),與池中以及由池5(作為R池)回流的活性污泥混合。回流污泥中的硝酸鹽在池1的缺氧條件下被原污水中的碳源反硝化去除。去除硝酸鹽后的回流污泥與連續進入池2(厭氧池)的大部分原污水混合,原污水中易降解的有機物在池2的厭氧條件下發酵生成生物除磷所必需的揮發酸,并為聚磷菌所攝取;聚磷菌水解細胞內含聚合磷,其利用水解聚合磷所獲得的能量將所攝取的揮發酸合成為細胞內含碳源;水解聚合磷所產生的磷酸鹽則釋放到聚磷菌的體外。池2中的混合液連續流入池3(好氧池),在池3的好氧條件下,聚磷菌從混合液中攝取超過細胞自身合成所需的磷酸鹽,并利用氧化細胞內碳源所獲得的能量,將超過細胞合成所需的磷酸鹽合成為細胞內含聚合磷。池3中同時還進行著難降解有機物的吸附和部分降解,以及部分氨氮的硝化去除。池3中相當于進水流量的混合液連續流入池4(作為潷水池),置換出池4在前小周期作為R池時形成的上清液,經位于系統出口處的恒水位潷水器潷出;相當于R池(池5)回流污泥量的混合液則在池5回流污泥泵的作用下流向池1。在污泥回流和間歇反應階段隨混合液由池3流入池5的CODcr、BOD5、NH3-N、TN和TP被進一步去除。富含聚合磷的聚磷菌的剩余污泥由池4中排出,從而完成了生物除磷過程。池5完成靜止沉淀過程后,前小周期的運行即告結束。
2.2 后小周期的運行
后小周期的運行見圖4。除了池4和池5的作用互換外,后小周期的運行與前小周期完全相同。后小周期運行完成后,CSBR系統將周而復始地進行連續進水、連續潷水、恒水位周期性地穩定運行。
3 CSBR技術處理污水的效率
CSBR技術處理城市污水的效率見下表。
從表中可見,CSBR技術對城市污水中污染物的去除效果良好,尤其對氮磷的去除率很高,其尾水達到了GB18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》的一級(B)標準,為再生水回用創造了有利條件。
CSBR技術處理污水效率表
參數 BOD5 CODcr SS TN NH3-N TP 進水(mg/L) 152 378 188 49 32.8 6.7 出水(mg/L) 4.9 48 11 9.5 1.3 0.8 去除率(%) 96.8 87.3 94.1 80.6 90.6 88.1 GB18918—2002一級(B)標準 20 60 20 20 8(15)* 1.5
* 括號外數值為水溫>12℃時的控制指標,括號內數值為水溫≤12℃時的控制指標。
4 CSBR技術的特點
CSBR技術與傳統的連續進水、連續出水、恒水位活性污泥法(包括氧化溝類工藝)比較,具有以下特點:
(1)省去了初沉池、二沉池和污泥回流泵房,既降低了投資又減少了占地面積。
(2)模塊化系統設計,結構緊湊。
(3)污泥回流由池內水頭很低(<1m)的攪拌器(泵)完成,降低了能耗和運行費用。
(4)尾水與活性污泥的分離類似典型SBR工藝的靜置沉淀條件,出水水質好,剩余污泥濃度達2%左右,無需濃縮,直接脫水,降低了污泥處置投資和處理費用。
(5)提供了與SBR工藝類似的間歇反應階段,對有機物、氨氮、總氮和總磷的去除率較高。
CSBR技術與典型間歇進水、間歇潷水、變水位SBR工藝比較,具有以下特點:
(1)采用固定點進水,省去了進水點切換和控制設備。
(2)對稱布置的兩組恒水位潷水器交替潷水,連續出水,避免了間歇潷水的弊端。
(3)采用恒水位運行,避免了變水位操作水頭損失大、反應池容積利用率低的缺點。
(4)提供了專用缺氧、厭氧和好氧池,保留了傳統A/O、A/A/O活性污泥法的各反應區功能明確、界限分明的優點。機理清楚,運行穩定可靠。
(5)對稱設置的兩個SBR池均位于系統的出水端,為非主要反應池,系統設備閑置率低,投資省。
(6)恒水位潷水器無任何水中運動部件,構造簡單,運行可靠。
Sewage Treatment Technique for CSBR
LOU Xing-yi1, WU Wei-guo2, LI Yong-qiu2
(1.Qingdao Technological University, Qingdao Shandong 266033, China; 2.Stantee Ltd. Edmonton AB Canada, T5K 2L6)
Abstract:The paper introduces the technological process, principle and characteristic of sewage treatment technique for CSBR.
Keywords: continuous ?ow; constant water level; CSBR
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