陳智勇

（廣州宇晴環(huán)境顧問工程有限公司，廣東 廣州 510000）

隨著自動(dòng)化技術(shù)及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，為SBR工藝的發(fā)展和應(yīng)用提供了前提條件，因?yàn)閷?duì)污水處理工藝進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)控制是提高污水處理效率、降低處理能耗的關(guān)鍵，所以SBR工藝也是各種污水處理工藝中對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)要求較高的一種工藝。SBR反應(yīng)過程主要是在生物反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行的，該工藝主要由進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和閑置等五個(gè)階段組成。SBR工藝的處理效果主要取決于其運(yùn)行參數(shù)，其中主要參數(shù)包括各反應(yīng)段時(shí)間及曝氣強(qiáng)度。一般采用以PLC為核心的工藝過程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制鼓風(fēng)機(jī)、水泵、電動(dòng)閥等設(shè)備及各反應(yīng)段時(shí)間，使水質(zhì)達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

廣州番禺某城鎮(zhèn)污水處理廠2001年底建成投入使用，占地14.46 hm2，采用SBR的改良DAT－TAT活性污泥工藝，日處理污水25萬(wàn)t。本文以廣州番禺某城鎮(zhèn)污水處理廠為例，對(duì)新SBR法在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

1 SBR法在污水處理廠的應(yīng)用

1.1 工藝流程

圖1 工藝流程

1.2 關(guān)鍵技術(shù)處理

1.2.1 旋流沉砂池

為了避免在 SBR池中可能出現(xiàn)漂流物，從而影響出水，在沉砂池前設(shè)置細(xì)格柵4臺(tái)，每臺(tái)直徑2 400 mm，柵條間距10 mm，以進(jìn)一步去除污水中的懸浮物。細(xì)格柵下游設(shè)2個(gè)系列共設(shè)4座旋流沉砂池，設(shè)計(jì)峰值流55萬(wàn)m3/d，每組（2座旋流沉砂池）處理能力為11 458.33 m3/h。每池處理能力為1 750 L/s。

1.2.2 巴氏計(jì)量槽

沉砂池下游為巴氏計(jì)量槽，槽內(nèi)安裝一臺(tái)超聲波流量計(jì)，渠道內(nèi)設(shè)pH計(jì)及溫度計(jì)，信號(hào)送入PLC，用來(lái)對(duì)污水廠進(jìn)水進(jìn)行水量、酸堿度和溫度的連續(xù)監(jiān)測(cè)。當(dāng)外界這些監(jiān)測(cè)結(jié)果突然發(fā)生較大幅度變化時(shí)，可以及時(shí)采取相應(yīng)措施避免進(jìn)廠污水進(jìn)入SBR池沖擊活性污泥。

1.2.3 均勻配水

由于工程規(guī)模大，共有9組SBR池，每組池的邊池交替進(jìn)水，配水管路長(zhǎng)，容易配水不均勻，因此在設(shè)計(jì)過程中采用渠道配水，并在恒水位下交替運(yùn)行，減少了管道、閘門、水泵等用量，降低了運(yùn)行成本。設(shè)計(jì)采用輕型電動(dòng)啟閉閘門，操作時(shí)輕便、快速、不漏水。

反應(yīng)池的配水井將2組沉砂池的污水匯集后，將其中25萬(wàn)m3/d經(jīng)超越管排出廠外，另25萬(wàn)m3/d（峰值32.5萬(wàn)m3/d）進(jìn)入SBR反應(yīng)池處理。

1.2.4 接觸池

為保證液氯的消毒效果，加氯后的水應(yīng)在接觸池中停留30 min后排入水體。

1.2.5 運(yùn)行程序

由于SBR反應(yīng)池DAT－IAT系統(tǒng)采用連續(xù)進(jìn)水，間歇出水方式運(yùn)行，反應(yīng)池既作生化反應(yīng)池又作沉淀池，因此每個(gè)運(yùn)行周期中進(jìn)水時(shí)間、各個(gè)反應(yīng)段時(shí)間、沉淀時(shí)間的不同都影響著處理效果，所以在生產(chǎn)運(yùn)行中根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化。

1.3 工程設(shè)計(jì)

1.3.1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)

處理規(guī)模為25萬(wàn)m3/d。污水綜合變化系數(shù)K取1.30，截流倍數(shù) 2.2，即雨季時(shí)提升泵房、格柵，沉砂池總處理能力為55萬(wàn)m3/d，生化系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)處理能力為25萬(wàn)m3/d。

1.3.2 主要設(shè)備及參數(shù)

（1）進(jìn)水泵。進(jìn)水泵型號(hào)為 CP3602潛水排污泵，共 10臺(tái)，9用1備。單臺(tái)技術(shù)參數(shù)如下：流量Q＝5 062 m3/h，揚(yáng)程H＝12.0，電機(jī)功率215 kW。進(jìn)水泵系統(tǒng)控制采用就地手動(dòng)和PLC自動(dòng)控制2種形式。

（2）鼓風(fēng)機(jī)房。鼓風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)4臺(tái)高速離心鼓風(fēng)機(jī)。單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)流量為24 000 m3/h，功率630 kW。鼓風(fēng)機(jī)的工作過程是通過現(xiàn)場(chǎng)控制盤來(lái)實(shí)現(xiàn)，該盤由PLC觸摸屏及控制水泵、電加熱器、出口閥門等電器組成，并具有與上位協(xié)調(diào)能力機(jī)的通訊功能。

（3）污泥脫水機(jī)房。脫水機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)3臺(tái)離心式脫水機(jī)，單臺(tái)處理量 25 m3/d。經(jīng)離心脫水機(jī)的剩余活性污泥的含水率達(dá)80%以下。

1.4 電控設(shè)計(jì)

該污水處理廠自控系統(tǒng)采用集散式控制，設(shè)一個(gè)中央控制室。下設(shè)5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站。中控室設(shè)置2臺(tái)計(jì)算機(jī)互為熱備份，當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)自動(dòng)投入，代替發(fā)生故障的計(jì)算機(jī)。工程師可通過專用鍵盤對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)、參數(shù)修改等。操作員可通過操作鍵盤切換各種畫面，并通過這些畫面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)的變化情況、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障的發(fā)生信息。

所有工藝流程中的電機(jī)設(shè)備由PLC控制，PLC位于專門的控制柜內(nèi)，上設(shè)觸摸屏，所有設(shè)備運(yùn)行均采用手動(dòng)和自動(dòng)2種控制方式。正常運(yùn)行時(shí)采用自動(dòng)控制方式，由現(xiàn)場(chǎng)PLC按工藝要求或時(shí)間控制池內(nèi)進(jìn)氣閥、潷水器、剩余污泥泵、回流污泥泵等的運(yùn)行。氣閥由PLC進(jìn)行開度控制以便跟蹤池內(nèi)的需氧量，參照相應(yīng)反應(yīng)池DO儀通過操作人員進(jìn)行控制。PLC為模塊化設(shè)計(jì)，可在主PLC機(jī)上更改某些在線參數(shù)。電源斷電恢復(fù)后，PLC和安裝設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)發(fā)生警報(bào)，并在PC上顯示設(shè)備狀態(tài)。

1.5 運(yùn)行結(jié)果

運(yùn)行中重點(diǎn)解決進(jìn)出水的自動(dòng)控制；供氣量調(diào)節(jié)；活性污泥濃度以及厭氧、缺氧段的控制問題。經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)試運(yùn)行，目前運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，出水均低于設(shè)計(jì)要求。

從運(yùn)行情況來(lái)看，SBR工藝取得了理想的處理效果（COD去除率88.4%，BOD去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4＋－N和rP也低于設(shè)計(jì)值，并且在水量超設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。可以看出，SBR工藝完全適用于某城鎮(zhèn)的污水處理工藝。

2 SBR在發(fā)展中的問題

相對(duì)于傳統(tǒng)連續(xù)流活性污泥法， SBR工藝是一種尚處于發(fā)展、完善階段的技術(shù)，許多研究工作剛剛起步， 缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)依據(jù)和方法以及成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)有些問題需進(jìn)一步優(yōu)化。

2.1 污泥濃度的多少對(duì)出水水質(zhì)的影響

污泥濃度的多少對(duì)出水水質(zhì)有一定的影響。當(dāng)污泥濃度過低時(shí)處理不夠充分，但出水懸浮物較少；當(dāng)污泥濃度過高時(shí)處理效果好，但出水懸浮物較多。尤其是當(dāng)污泥沉降比高于60時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)可以看見潷水后期有大量帶泥現(xiàn)象。直接影響出水水質(zhì)的視覺效果（懸浮物較多），所以經(jīng)過運(yùn)行分析應(yīng)控制污泥沉降比在15～30之間最為理想。

2.2 曝氣頭的堵塞問題

每組SBR池（共9組）設(shè)DAT池有2 880只曝氣頭，IAT池有1 376只曝氣頭，由于污泥沉降于池底和曝氣管道進(jìn)水等原因，容易造成曝氣頭堵塞和曝氣，影響曝氣效果，在實(shí)際的運(yùn)行中采用降低水位增加曝氣量達(dá)到去除沉積在曝氣頭表面的污泥。對(duì)于脫落的曝氣頭要及時(shí)更換或堵塞，以避免影響其他曝氣區(qū)域，同時(shí)要定期打開放空閥排出管道中的積水。

2.3 處理成本分析

污水廠的運(yùn)行成本主要在電費(fèi)上，而鼓風(fēng)機(jī)是主要消耗電量的設(shè)備。通過公式求得風(fēng)機(jī)軸功率。

N＝（G×P×10－2）/75η×2.05

式中，N：鼓風(fēng)機(jī)的軸功率；

G：曝氣量，m；

P：風(fēng)壓，kPa。

通過公式可以看出，在不影響正常出水的情況下，減少風(fēng)機(jī)的曝氣量會(huì)降低鼓風(fēng)機(jī)的軸功率，從而達(dá)到節(jié)省處理費(fèi)的目的。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，SBR拓展了普通活性污泥法的處理能力，運(yùn)行操作靈活，通過時(shí)間上的有效控制和變化來(lái)滿足多功能的要求，通過調(diào)節(jié)曝氣時(shí)間滿足出水水質(zhì)要求，效果穩(wěn)定。