(六) 序批式活性污泥法,1. 序批式活性污泥法的发展 序批式活性污泥法(Seguencing Batch Activated Sludge Process)是活性污泥法的一 种。在序批式反应器(Seguencing Batch Reactor，简称SBR)中完成进水、反应、沉淀、滗水和闲置等工序。 SBR法是活性污泥法的先驱。早在1914年Arden和Lecket首次提出的活性污泥法的操作方式就是间歇式的，当时称为充水一排水处理法(Fill and draw Process)。但由于受到当时的自控技术水平和监测水平的限制，这种间歇式操作方式未能得到发展和应用。 近年来，随着计算机自动控制系统的应用，使监控手段趋于自动化，由于序批式活性污泥法工艺具有许多优点，重新引起人们的关注。20世纪70年代初，美国、澳大利亚、日本等国也都进行了研究，随着SBR工艺在工程中的应用，其技术也得到长足的进步和发展，目前已在普通SBR工艺技术的基础上，并发出多种SBR变型新工艺，如CAST、CASS、DATIAT、MSBR、UNITANK等工艺。 与其他活性污泥法相比，其特点是：SBR法处理构筑物少，处理工艺流程大大简化。,2. SBR法的工作原理,3SBR法的优缺点(与普通活性污泥法比较),(1) SBR法的优点： 1）构筑物少，投资省，占地少，设备少，维护方式简便：一般不设调节池、可省初沉池、没有二沉池、没有污泥回流系统。 2）曝气时间短、效率高：SBR曝气池属完全混合间歇反应器(CMB)，反应时一般不进水。反应期内不同时间段曝气池内混合液为完全混合，但池内有机物浓度随时间的增加而减少，微生物浓度则随时间的增加而增加，属理想推流，因而曝气时间短且效率高； 3）出水水质好：沉淀时没有进出水的干扰，接近理想静置沉淀，固液分离稳定且效果良好； 4）可除P脱N：在一个周期内，好氧与厌氧过程可以交叉进行，即便在不设厌氧工序的情况下，从沉淀工序开始经进水阶段到曝气阶段开始，由于溶解氧浓度低，反应池亦处于厌氧状态，可除P脱N。如果需要强化除P脱N，还可以采取其他强化措施； 5）运行灵活，适应性强：可以根据进水的水质和水量的变化来改变各处理阶段的运行时间与操作，可进行硝化、除P脱N等； 7）投资低: 如可省调节池，初沉池，二沉池等；,（2） SBR法的缺点 1） 自动化控制要求高：如进水、排水、排泥的自控； 2）对排水设备要求高：由于排水时间短(间歇排水时)，并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备(滗水器)，且对滗水器的要求很高； 3）后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大； 4）总扬程增加：滗水深度一般为12m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程； 5）由于不设初沉淀，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决；,3SBR法的分类,（1） 按进水方式分 按进水方式可分为间歇进水式和连续进水式，如图所示。 间歇进水 连续进水,不同进水方式的特点：,间隙进水方式：由于沉淀阶段和排水阶段不进水，所以较易保证出水的水质，但需几个反应池组合起来运行，以处理连续流入污水处理厂的进水。 连续进水方式：虽可采用一池连续地处理废水，但由于在沉淀阶段和排水阶段污水的流入，会引起活性污泥上浮或与处理水相混合，所以可能使处理水质变差。,(2) 按反应池的形式分 按反应池的形式可分为完全混合间歇反应器与循环式水渠型，见图。 反应器的型式 (a)完全混合型； (b)循环式水渠型 特点： 完全混合间歇反应器：池内有机物浓度、MLSS浓度以及溶解氧浓度较为均匀。 循环式水渠型反应器：溶解氧随混合液的流向变化而变化，但有机物浓度、MLSS浓度在各点大致也是均匀的。,(3) 按有机物负荷分 可分为高负荷和低负荷两种。高负荷方式与普通活性污泥法相当，低负荷与氧化沟或延时曝气相当。高负荷一般为0.10.4kgBOD/(kgMLSSd)，低负荷为0.03 0.1kgBOD/(kgMLSSd)。 (4) 按进水阶段曝气与否分(对间歇进水方式的SBR) 按进水阶段曝气与否可分为限制曝气、非限制曝气和半限制曝气。 限制曝气：进水阶段不曝气，多用于处理易降解有机污水，如生活污水，限制曝气的反应时间较短； 非限制曝气：进水同时进行曝气，多用于处理较难降解的有机废水，非限制曝气的反应时间较长； 半限制曝气：进水一定时间后开始曝气，多用于处理城市污水。,4. 循环式活性污泥法（CAST） （1） 工艺流程 CAST是循环式活性污泥法（Cyctic Activated Sludge Technology）的英文缩写。CAST法是SBR法的最新发展，它是利用不同微生物在不同负荷条件下增殖速度差异和废水生物脱氮除磷机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物。,CAST的运行方式：,CAST法的特点,(2)工艺设计 主要设计参数 池子个数 2座以上 厌氧选择器池容与好氧池容比 10%15% 厌氧水力停留时间 13hr 有效水深 46m 污泥回流比 2030 污泥负荷 0.050.1kgBOD/(kgMLSSd) 生物固体停留时间 2030d 混合液污泥浓度 34g/L 需氧量 1.32.0kg02/kgBOD 工作时间 2，4，6h 排出比 1/31/6。,CAST法的运行周期特点,CAST周期工作时间一般为4h，其中充水一曝气2h，沉淀1h，滗水1h。反应池最少设2座，使系统连续进水，一池充水一曝气，另一池沉淀和滗水。 一般操作循环周期为4h的CAST反应器，每一周期的进水量约占整个池子的有效容积的30左右。最大滗水速率为30mm/min。固液分离(沉淀)时间1h。CAST池中最大水位时混合液污泥浓度与普通活性污泥法相等。由于曝气结束后的沉淀期整个池子面积均用于泥水分离，故表面水力负荷低，所以泥水分离效果好。,5 周期循环活性污泥法(CASS),(1) 工艺流程 CASS是周期循环活性污泥法的英文(Cyclic Activated Sludge System)的缩写，是将好氧生物选择器与传统的连续进水SBR反应器相结合的产物。 CASS法与CAST法的异同点： a.相同点：CASS法与CAST法相同之处是系统都由选择器和反应池组成； CASS反应器内微生物处于好氧一缺氧一厌氧周期性变化之中，因此 CASS工艺与CAST工艺一样，它具有较好的除磷脱氮效果。 b.不同点： CASS为连续进水而CAST为间歇进水； CASS法污泥不回流，无污泥回流系统。,(2) CASS运行工序 CASS反应池的每工作周期可分为曝气期(或阶段)、沉淀期、滗水期和闲置期，运行工序如图所示。,曝气期 沉淀期 闲置期 滗水期,好氧生物选择器的作用： 在好氧生物选择器(又称预反应区)内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的底物快速积累过程，对丝状菌的增殖起抑制作用，可有效防止污泥膨胀，同时对水质水量变化起缓冲作用。 反应池每周期运行工序如下： 1） 曝气期 由曝气系统向反应池供氧，有机污染物被微生物氧化分解，同时 NH3-N通过硝化细菌转化为N03-N。 2） 沉淀期 停止曝气，进行泥水分离，同时，微生物利用水中的剩余溶解氧进行氧化分解， 反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。 3） 滗水期 沉淀结束后进行滗水排出上清液，池中水位逐步下降，此时反应池逐步过度到厌氧状态，继续进行反硝化 4）闲置期 闲置期内池中水位由最低水位上升到最高水位。,6 氧化沟 1） 氧化沟技术的发展 氧化沟(Oxidation ditch)是平面呈椭圆环形或环形“跑道”式的活性污泥处理构筑物，因其构筑物呈封闭的沟渠而得名。 第一座氧化沟污水处理厂于1954年在荷兰建成，是服务人口仅360人的小规模的间歇运行的氧化沟。曝气、沉淀和污泥稳定等过程在一个构筑物内完成。它以设计者而被命名Pasveer型氧化沟。 近20年来，由于氧化沟技术不断发展与改进，从最初小规模间歇运行的Pasvee氧化沟到目前可大规模、连续运行并有更高处理能力的不同类型的氧化沟。如奥贝尔(Orbal)型氧化沟、卡鲁塞尔(Carrousel)式氧化沟、交替工作型氧化沟(包括三沟式氧化沟)、DE型氧化沟、一体化氧化沟、VLR型氧化沟、鼓风曝气氧化沟等。,2）氧化沟的主要类型 氧化沟按其构造和运行特征可分下列类型： (1) 普通氧化沟 属低负荷延时活性污泥法。能较适应水质和水量的变化，水温接近5的低温也可得到稳定的处理效果。剩余活性污泥经好氧分解，稳定程度高，剩余污泥量少，适于小规模污水的处理，常用曝气转刷充氧和推动水流，保持污泥处于悬浮状态。以Pasvee氧化沟为代表。 (2) 奥贝尔(Orbal)氧化沟 为多反应器系统，通常由三个同心的椭圆形沟道组成。废水由外沟道（或内沟道）进入，从内沟道（或外沟道）流出。采用曝气转碟作为充氧、混合与推动的设备。 (3) 卡鲁塞尔(Carrousel)氧化沟 是20世纪60年代后期由荷兰DHV公司开发的，因其曝气器型式而得名。除沟型特点外，其曝气设备通常采用立轴式表曝机。,(4) 交替工作型氧化沟 其中三沟式氧化沟为丹麦克鲁格公司开发。由于省掉了二沉池，使处理流程更加简单，维护管理更方便。该工艺处理效果好，具有脱氮功能，如马鞍山一污。,3）普通氧化沟（1）工艺流程,帕斯维尔氧化沟结构图l进水管；2导流墙 3曝气转刷装置 4出水井 5出水管 6出水堰,（2）工艺特点 a由于氧化沟在低污泥负荷下运行，因此即使水量和水质变化，水温接近5的低温也可以得到稳定的处理效果； b氨氮的去除率在70%左右； c氧化沟内的混合特性，混合液溶解氧浓度，自曝气设备开始，沿水流方向逐渐减少，而MLSS浓度、BOD、SS、碱度等在沟内各点几乎相等。 d剩余污泥量大致为进水SS量的75左右，比普通活性污泥少。 e剩余污泥由于经好氧分解，所以比普通活性污泥法稳定程度高。 f由于水力停留时间长和水深浅，占地面积较大。,（3）普通氧化沟工艺设计 a. 设计参数 普通氧化沟的主要设计参数见规范中表6.6.3。BOD-SS负荷0.050.1kgBOD/(kgMLSSd)、BOD容积负荷0.150.3kgBOD/(m3d)、混合液悬浮固体浓度X=25005000mg/L。水力停留时间2468h、污泥回流比60200、生物固体停留时间850d。 b. 形状、构造和沟个数 氧化沟形状采用无终端沟渠形，有效水深1.03.0m，沟宽2.06.0m。在氧化沟转弯处，外周流速高，内周流速低，为防止低流速处发生沉淀，减少氧化沟有效容积，需在氧化沟转弯处设导流墙来增大内侧的流速。导流墙的设置如图所示。,导流墙示意图,c. 曝气装置 1) 考虑到曝气装置发生故障，原则上设2台以上，但处理废水量少而且出水质能保证时可设1台曝气装置。 2) 应确保供氧、混合液搅拌和流速。氧化沟内流速，底部最低流速(距池底100mm处)在0.1m/s以上，平均流速0.25m/s左右。 3) 运行方式应灵活，可间歇运行或连续运行，曝气装置的工作台数、转速及浸没深度可以控制（如何控制？）。有机物氧化、硝化、脱氮和池内溶解氧浓度有关。供氧量应随进水水质和水量、水温、MLSS浓度来控制。供氧量的调节可通过改变运行方式(间歇运行)、调整台数、改变曝气装置的转速、浸没深度等综合确定。,4) 奥贝尔（Orbal）型氧化沟,(1) 工艺流程,奥贝尔氧化沟,(2) 工艺特点,1) 氧化沟为圆形或椭圆形的平面形