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摘要:随着我国经济的飞速发展和对生态环境要求的日益提高,中、小型污水处理厂建设数量也越来越多,对适合中、小型污水处理厂的工艺进行研究具有重要的现实意义。文章介绍了MSBR工艺的发展概况,并结合某案例分析MSBR工艺的应用。
关键词:MSBR工艺;中、小型污水处理厂;应用
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A
1.MSBR工艺的发展及特点
1.1 MSBR工艺的发展
MSBR即改良型SBR(Modified SBR),是众多改良型SBR工艺中较为成功的一种,第一代MSBR没有回流系统,在第一代基础上加上回流而形成的第二代MSBR技术在加拿大和韩国各有两个污水处理厂运用,韩国汉城新机场污水处理厂在亚洲属首次采用该技术,其一期工程采用的是MSBR®第二代技术,二期工程准备继续使用MSBR技术。
第三代MSBR工艺在流程和结构形式上综合了Bardenpho,A2/O™,氧化沟,CAST等脱氮除磷工艺的优点,其专利转属美国芝加哥附近的Aqua-Aerobic Inc.所有,公认是目前最理想、集约化程度最高的污水处理技术之一。委内瑞拉Mariposa污水处理厂、韩国丽水污水处理厂、韩国宽阳污水处理厂和国内几家污水处理厂均采用的是第三代MSBR工艺。
1.2 MSBR工艺的特点
MSBR 工艺省去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,并保持固定水位。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。总结MSBR 工艺特点如下:
(1)主曝氣单元类似于完全混合活性污泥系统,可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)SBR单元静止沉淀阶段产生一个清晰的、高密度的污泥层。该污泥层可起到污泥过滤器的作用,对改善出水水质和缺氧内源呼吸进行的反硝化反应有重要作用;
(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、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,防止曝气期间悬浮物进入出水堰,从而可有效降低出水悬浮物;
(9)系统体积小,节省占地面积;自动化程度高;水头损失小,能量消耗低;剩余污泥浓度高(实际运行常达到大于2%的水平),可省去污泥浓缩设施;与其他生物处理工艺相比,总投资较小等。
2.MSBR工艺在某小型污水处理厂的应用
某小型污水处理厂采用了该工艺并运行良好,主要工程参数如下:
2.1 设计参数
进水水质:CODcr≤300mg/l;BOD5≤150mg/l;SS≤200mg/l;NH3-N≤30mg/l;TP≤4.0mg/l;
出水水质:达到国家一级A 排放标准,即CODcr≤50mg/l; BOD5≤10mg/l;SS≤10mg/l;NH3-N≤5mg/l;TN≤15mg/l;TP≤0.5mg/ l;
处理规模:2500m3/d;
总停留时间:20.56h;
泥龄:10d;
污泥负荷:0.106kgBOD5/kgMLVSS·d;
混合液MLSS:2.2g/l;
产泥量:950kg/d。
2.2主要处理构筑物设计
进水泵房:进水闸门井、格栅井和泵房合建,平面尺寸为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H=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送至5#。设硝化液回流泵,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2#污泥浓缩池,再流入3#池进行预缺氧后,经污泥提升泵进入4#池与进水充分混合。设外回流泵,Q=5m3/min,H=0.8m,P=1.2kW。
加氯接触池:MSBR 出水经滤池后进入加氯接触池进行消毒处理。加氯接触池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%。
运行效果:根据其半年的运行效果分析,括号内为平均值。
进水水质:COD=198~292 mg/l(251);BOD5=71~124mg/l(87);SS=101~172mg/l(156);NH3-N=16~30mg/l(23); TP=1.5~3.9mg/l(3.2);TN=25~38(33)
出水水质:COD≤33~46mg/l(40);BOD5≤2.8~7.5mg/l(5.0);SS≤5~8.2mg/l(5.6);NH3-N≤2.1~5.0mg/l(3.8);;TP≤0.15~0.46mg/l(0.36);TN≤6.9~14.2(10.6)
COD,BOD5,SS,NH3,TP、TN去除率分为为83%、94%、96%、83%、88%、68.6%,且出水无超标现象。
3.小结
综上所述,MSBR 工艺具有流程简洁、控制灵活、单元操作简单且占地省等优点,中、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,并且符合中、小型污水处理厂发展的需要。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。
关键词:MSBR工艺;中、小型污水处理厂;应用
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A
1.MSBR工艺的发展及特点
1.1 MSBR工艺的发展
MSBR即改良型SBR(Modified SBR),是众多改良型SBR工艺中较为成功的一种,第一代MSBR没有回流系统,在第一代基础上加上回流而形成的第二代MSBR技术在加拿大和韩国各有两个污水处理厂运用,韩国汉城新机场污水处理厂在亚洲属首次采用该技术,其一期工程采用的是MSBR®第二代技术,二期工程准备继续使用MSBR技术。
第三代MSBR工艺在流程和结构形式上综合了Bardenpho,A2/O™,氧化沟,CAST等脱氮除磷工艺的优点,其专利转属美国芝加哥附近的Aqua-Aerobic Inc.所有,公认是目前最理想、集约化程度最高的污水处理技术之一。委内瑞拉Mariposa污水处理厂、韩国丽水污水处理厂、韩国宽阳污水处理厂和国内几家污水处理厂均采用的是第三代MSBR工艺。
1.2 MSBR工艺的特点
MSBR 工艺省去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,并保持固定水位。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。总结MSBR 工艺特点如下:
(1)主曝氣单元类似于完全混合活性污泥系统,可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)SBR单元静止沉淀阶段产生一个清晰的、高密度的污泥层。该污泥层可起到污泥过滤器的作用,对改善出水水质和缺氧内源呼吸进行的反硝化反应有重要作用;
(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、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,防止曝气期间悬浮物进入出水堰,从而可有效降低出水悬浮物;
(9)系统体积小,节省占地面积;自动化程度高;水头损失小,能量消耗低;剩余污泥浓度高(实际运行常达到大于2%的水平),可省去污泥浓缩设施;与其他生物处理工艺相比,总投资较小等。
2.MSBR工艺在某小型污水处理厂的应用
某小型污水处理厂采用了该工艺并运行良好,主要工程参数如下:
2.1 设计参数
进水水质:CODcr≤300mg/l;BOD5≤150mg/l;SS≤200mg/l;NH3-N≤30mg/l;TP≤4.0mg/l;
出水水质:达到国家一级A 排放标准,即CODcr≤50mg/l; BOD5≤10mg/l;SS≤10mg/l;NH3-N≤5mg/l;TN≤15mg/l;TP≤0.5mg/ l;
处理规模:2500m3/d;
总停留时间:20.56h;
泥龄:10d;
污泥负荷:0.106kgBOD5/kgMLVSS·d;
混合液MLSS:2.2g/l;
产泥量:950kg/d。
2.2主要处理构筑物设计
进水泵房:进水闸门井、格栅井和泵房合建,平面尺寸为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H=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送至5#。设硝化液回流泵,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2#污泥浓缩池,再流入3#池进行预缺氧后,经污泥提升泵进入4#池与进水充分混合。设外回流泵,Q=5m3/min,H=0.8m,P=1.2kW。
加氯接触池:MSBR 出水经滤池后进入加氯接触池进行消毒处理。加氯接触池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%。
运行效果:根据其半年的运行效果分析,括号内为平均值。
进水水质:COD=198~292 mg/l(251);BOD5=71~124mg/l(87);SS=101~172mg/l(156);NH3-N=16~30mg/l(23); TP=1.5~3.9mg/l(3.2);TN=25~38(33)
出水水质:COD≤33~46mg/l(40);BOD5≤2.8~7.5mg/l(5.0);SS≤5~8.2mg/l(5.6);NH3-N≤2.1~5.0mg/l(3.8);;TP≤0.15~0.46mg/l(0.36);TN≤6.9~14.2(10.6)
COD,BOD5,SS,NH3,TP、TN去除率分为为83%、94%、96%、83%、88%、68.6%,且出水无超标现象。
3.小结
综上所述,MSBR 工艺具有流程简洁、控制灵活、单元操作简单且占地省等优点,中、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,并且符合中、小型污水处理厂发展的需要。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。