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污水MSBR系统工艺设计


 

污水 M S B R 系统工艺设计
赵忠富   付忠志
   提要   介绍了深圳市盐田污水处理厂的 MSBR 系统工艺设计情况 ,涉及到工艺池设计尺寸、 功能、 运行参数、 设备选型及工艺设计特点等内容。 关键词   MSBR 系统   工艺设计   参数   设备   深圳市    MSBR 即改良型 SBR ( Modified

SBR) , 其工艺经 过不断改进和发展已成为 MSBR 的第三代技术 ,其专 利技术属于美国 Aqua2Aerobic Inc. 所有。MSBR 系统
MSBR 系统实质上是 A2 / O 工艺与 SBR 系统串

实质是由 A2 / O 工艺与 SBR 系统串联而成 ,具有生物 除磷脱氮功能 , 可以连续进水、 连续出水 , 与传统的 SBR 有着很大的区别。 深圳市盐田污水处理厂采用了 MSBR 工艺 ,其工 艺设计方案及配套设备均由美国 Aqua 公司提供。
MSBR 工艺应用于大中型污水处理工程在国内属首

次 ,本文将对工艺设计的具体细节作一介绍。 1  工程概况 盐田污水处理厂位于盐田港码头附近的一片填 海区 ,近期占地 6133 万 m2 ,远期总占地 1114 万 m2 。 其中 ,远期占地包括深度处理、 中水处理、 污泥处理预 2 3 留地 316 万 m ,此工程近期 ( 12 万 m / d) 工程静态总 投资 24 045 万元 ,其中单套 MSBR 系统引进设备费 用为 1 457 万元。 深圳市盐田污水处理厂近期处理规模为 12 万 3 m / d ,远期规模为 20 万 m3/ d 。污水性质为城市污 水 , 进 水 BOD5 = 150mg/ L ( 200mg/ L 校 核 ) , SS = 150mg/ L (200mg/ L 校核) ,TN = 35 mg/ L , TP = 4mg/ L ; 出水 BOD5 ≤20mg/ L , SS ≤20mg/ L , N H3 - N ≤ 15mg/ L , TP ≤015mg/ L 。污水厂采用了 MSBR 工 艺 ,其工艺流程见图 1 。 联而成 ,因此具有生物除磷脱氮功能及 SBR工艺运
给水排水  Vol 126  No111   2000 6 

从图 1 中可看出污水处理厂中心处理构筑为 MSBR 系统 ,它担负着降低 BOD 、 除磷脱氮的任务 。 3 MSBR 系统单组设计规模 4 万 m / d ,采用钢筋混凝 土结构 。 2  MSBR 系统功能介绍

行特点 。 MSBR 系统由 7 个单元组成 ,7 个单元组合设 计成 1 座矩形池 ,平面布置见图 2 。单元 1 和单元 7 是 SBR 池 ,其功能是相同的 ,均起着好氧氧化 、 厌氧 反硝化 、 预沉淀和沉淀作用 ; 单元 2 是污泥重力浓缩 池 ,被浓缩的活性污泥进入单元 3 , 上清液 ( 富含硝 酸盐) 则进入单元 6 ( 或单元 5) ; 单元 3 是缺氧池 ,不 但回流污泥中溶解氧在本单元中被消耗掉 , 而且污 泥中硝酸盐也被微生物的自身氧化所消耗 ; 单元 4 是厌氧池 , 原污水由本单元进入 MSBR 系统 , 回流 污泥在本单元吸收低分子的有机物同时完成磷的充 分释放 ; 单元 5 是缺氧/ 厌氧池 ,当 BOD5 > 150mg/ L 时 ,污水与由曝气单元 6 回流至此的混合液混合 ,完 成生物脱氮过程 ( 反硝化 ) , 当 BOD5 < 150mg/ L 时 , 单元 6 就不必回流混合液至单元 5 , 同时单元 2 来 的上清液也不回流至单元 5 而是回流至单元 6 , 单 元 5 也作为厌氧池 ,强化生物除磷效果 ; 单元 6 是好 氧主曝池 ,其作用是氧化有机物并对污水进行充分 的硝化 ,让聚磷菌在本单元中过量吸磷 。 3  MSBR 系统布置及内部组成 MSBR 系统包括 7 个单元 ,7 个单元组合成 1 座矩形池 ,尺寸为 6619m × 18m × 19 ( 819) m 。单 57 6 元 1 、 分设池两边 ,单元 2 、、、 设于池中 ,单元 6 7 3 4 5

图1  工艺流程

图2  MSBR 平面布置

设于池的端侧 ( 如图 2 所示) 。 单元 1 或 7 尺寸为 4116m × 12m × 19m , 水 20 6 深 6m ,内设带除渣浮筒式搅拌器 ( N = 15kW) 2 台 、 升降式曝气器 10 套 、 空气堰系统 1 套 ( 包括 3 个出 水槽) 、 长 DN 300 浮渣收集管 1 套 、 20m 剩余污泥 泵 ( CP3102 , N = 4kW , Q = 115m3 / h , H = 716m ) 1 台、 污泥回流泵 ( 变频 PP4680 , N = 31kW , Q = 2 500 台、 空气调节阀 1 台 ( DN 400) 。 泥流入单元 3 。
3

端设 115m 宽回流污泥配水槽 ,后端设 018m 宽上清 液出水槽 ,单元 2 与单元 3 在底部相通 ,以便浓缩污 单元 3 尺寸为 8115m ×1614m ×819m , 水深 8m ,内设带除渣浮筒式搅拌器 ( N = 715kW) 1 台 、 浓 单元 6 尺寸为 25m × 18m × 19m , 水深 6m , 57 6 缩污泥泵 ( 变频 PP4660 , N = 13kW , Q = 840m / h , H = 0191m) 2 台 、 200 浮渣收集管 1 套 。 DN 单元 4 尺寸为 12115m × 18m × 19m ,内设带 16 8 除渣浮筒式搅拌器 ( N = 11kW) 1 台 。 收集管 1 套 。单元 5 与单元 6 通过 2 根 DN 1 400 管道相连 。 单元 5 尺寸为 1011m ×1618m ×819m , 内设带 除渣浮筒式搅拌器 ( N = 715kW) 1 台 、 200 浮渣 DN

m3 / h , H = 0195m ) 1 台 、 溶氧仪 1 套 、 空气控制阀 1

L) , 剩余污泥提升泵流量 Q = 115m3 / h , 含水率取 9914 % ; 单 元 1 或 单 元 7 供 气 量 各 为 6517 ~ 412   工艺特点
单元
1

单元 2 尺寸为 1011m ×1614m ×819m , 池子前

内设不带除渣浮筒式搅拌器 ( N = 18kW) 2 台 、 升降 式曝气器 18 套 、 混合液回流泵 ( 变频 PP4680 , N = 31kW , Q = 2 500 m3 / h , H = 0195m ) 、 溶氧仪 1 套 、 空气调节阀 ( DN 400) 1 台 。
4  MSBR 系统设计要点 411   主要设计参数 1。
单元
1 2 3 4 5 6 7

合计

   污泥设计泥龄为 8 ~ 13d ,根据实际运行情况调

整 ;平均设计污泥浓度 ML SS = 2 200 ~ 4 000 mg/ L ;

单元 1 、 单元 6 、 单元 7 水深采用 6m , 其余单元水深

采用 8m ; MSBR 混合液回流和活性污泥回流量为 ( 113~115) Q ,浓缩污泥回流量为 ( 013 ~ 015 ) Q ; 单 座 MSBR 池干污泥量为 6 880 kg/ d (BOD5 = 200mg/ ~30 % , 动力效率 215 ~ 410kgO2 / ( kW ? ) ; 空气出 h 水堰负荷 40m3 / ( m?) 。 h
41211   浮筒式搅拌器
3

系统中各个单元的 ML SS 的均匀性 , 各单元浮筒式 搅拌器功率见表 2 。
表2  搅拌器功率
4

   单元 1 、、、 、 设置带除渣浮筒式搅拌器 , 带 3 4 5 7 除渣浮筒式搅拌器如图 3 所示 , 其包括电机 、 浮筒 、
给水排水  Vol 126  No111   2000

7813m3 / min ( 标准状态) ,单元 6 供气量为 115122~
5 6 7

137150m3 / min ( 标准状态 ) , 氧气利用率 EA = 22 % MSBR 系统各单元设置浮筒式搅拌器 , 以改善
功率/ kW
15 7. 5 11 7. 5 18 15

水力停留时间 HR T = 14131h ,各单元分配见表
表1  MSBR 水力停留时间 、 容积
容积/ m3
5 033 1 015 1 094 1 647 1 367 8 670 5 033

水力停留时间/ h
3. 02 0. 61 0. 65 0. 99 0. 82 5. 2

3. 02

23 859  

14. 31

7 

进料螺旋室 、 除渣传动装置 、 回流管 。单元 6 设置不 带除渣浮筒式搅拌器 , 不带除渣浮筒式搅拌器如图 4 所示 ,其包括电机 、 浮筒 、 进料螺旋室 。

气管控制箱内设手动 、 电动排空阀 , 手动 、 电动调压 阀 ,空气流量控制阀和空气流量计 。空气管控制箱 、 电气控制箱 、 水位计三者配合工作实现对空气堰出 水的控制 。空气管控制箱见图 6 , 空气管接自厂区 环状空气管网上 ,气源来自鼓风机房 。

图3  带除渣搅拌器

图6  空气管控制箱 图4  不带除渣搅拌器

搅拌器用 3 条聚丙烯绳固定在池壁上 , 固定处 池壁上应预埋 316ss 不锈钢埋件 , 以便锚环焊在预 埋件上 。搅拌器浮在水面上 , 维修时很方便地就可 以将其拉到池边 ,同时运行十分平稳 ,不会将氧气带 入水体 。安装有搅拌器的池子干弦高度 ≥0161m , 搅拌器下方 215m 范围内不应有任何障碍物 。 41212   空气堰系统 MSBR 系统每边 SBR 池内各设 1 套空气堰系
图5  空气堰罩 给水排水  Vol 126  No111   2000 8 

统 ,每套空气堰包括 3 个空气堰罩 、 套水位计 、 个 1 1 空气管控制箱 、 个电气控制箱 。空气堰罩由玻璃 1 钢制造 ( 空气堰罩见图 5) 。水位计带 3 个电极 ( 1 个 高水位电极 、 个低水位电极 、 个参考电极 ) , 水位 1 1 计为 3 个空气堰罩共用 , 设于中间空气堰罩处 。空

MSBR 系统中 SBR 池中间设置一个高 310m 的 底部挡板 ( 做法见图 7) 。底部挡板使得 SBR 池前端 有一个稳定的污泥层 , 同时底部挡板也改善了水力 状态 ,使得 SBR 池前端的水流是由下而上经过悬浮

污泥层 ,使污水得到了生化过滤 ,从而提高了出水的 质量 。

曝气器采用可升降式微孔曝气器 , 包括电动升 降装置 、 垂直升降支架 、 曝气管支架 、 橡胶膜曝气器 、 曝气管调平装置 ( 曝气器见图 8 ) 。曝气器上的橡胶 膜为激光打孔 ,曝气时膜孔自动张开 ,停止曝气时自 动关闭 。电动升降装置可以将曝气器整体升至水面 上并可作 360° 旋转 。 为了便于起吊 , 应将曝气器处

41213   底部挡板

图7  底部挡板示意

41214   微孔曝气器

 

废水的处理 。 关键词   加压曝气2序批式活性污泥反应器   容积负荷率   高浓度有机废水   脱氮
0  前言

序批式活性污泥法 ( SBR) 是活性污泥法最早期

的运行方式 ,由于其运行操作比较繁琐 ,曝气装置易 堵塞及某些认识上的问题等 , 在活性污泥法的发展 过程中逐渐被连续运行的活性污泥法所代替 。但是 不可否认 ,SBR 具有连续运行的活性污泥法所不可 取代的优点 : ( 1) 在大多数情况下 ,可以不设调节池 ; ( 2) 污泥的 SV I 低 , 易于沉淀 , 不易产生污泥膨胀 ; ( 3) 不设二次沉淀池 ,在曝气池内可完成脱氮除磷等 过程 。基于以上这些优点 , 加之近几年来计算机控 制技术的迅猛发展 , 污水处理装置自动化程度的提 高以及新型曝气头的研制 , SBR 原有的许多技术问 题被解决了 。因此 ,近几年 SBR 又得到了广泛的应

栏杆做成活动栏杆或将曝气器垂直升降支架加高 , 以便起吊时曝气管能越过栏杆 。 41215   空气环网

加压曝气2序批式活性污泥反应器 ( P2SB R) 的研究
陈立波   黄有诚   柏承志
图8  微孔曝气器示意 中国市政工程西南设计院深圳分院   电话 : (0755) 5543191   传真 : (0755) 5524544   收稿日期 :2000Ο Ο 6 12 给水排水  Vol 126  No111   2000

   提要   介绍了一种加压曝气2序批式活性污泥反应器 ( P2SBR ) 。该反应器具有容积负荷率高 ( 018~110kgCOD/ ( m3 ?) ) 、 d 有机物降解速度快 、 脱氮效率高等优点 , 适于中高浓度有机废水及含氮

用 。但传统的 SBR 仍存在一些如进水 COD 不能太 高、 有机物降解速度慢 、 反应初期 DO 不足等问题 。 P2SBR 基本上弥补了传统 SBR 的不足 , 采用密闭反 应器加压曝气 。其具有容积负荷率高 、 降解速度快 、 供氧均匀 、 脱氮效率高等优点 ,可用于高浓度有机废 水和含氮废水的处理 。 1  P2SBR 的工作原理及操作 111  P2SBR 的工作原理 P2SBR 采用加压曝气 ,即在密闭的反应器中 ,采 用高于常压 2 ~ 3 倍的曝气压力进行曝气 。根据亨 利定律 ,混合液中的 DO 将大大提高 ,混合液中氧向 微生物传递的速度加快 。由于供氧充足 , 可以提高 反应器内的活性污泥浓度 , 同时由于混合液中 DO 为了便于空气控制 ,单元 1 、 单元 6 、 单元 7 各设 1 个空气环状管网 , 分别接自厂区空气环网上 。单 元 1、 单元 7 空气环网管径取 DN 300 ,单元 6 空气环 网管径取 DN 400 。单元 1 、 、 内溶氧仪和调节阀 6 7 配合工作实现对其曝气量的控制 。 41216   其他 单元 6 内设置一间配电房 ,用于摆放电气 、 控制
⊙ 作者通讯处 :518003 深圳市罗湖区景贝南小区 32 幢 201 室

设备 。MSBR 必须采取自动化控制以保证各单元在 不同时段处于不同的工作状态 , 保证 MSBR 运转方 式的实现 。自动 控 制 PL C 软 件 包 及 控 制 设 备 由 Aqua 配套提供 。

9 

WATER & WASTEWATER ENGINEERING CON T EN TS

Determination of Assimilable Organic Carbon in Drinking Water ……………………………………… L i u Wenj un et al ( 1 ) Abstract : Three met hods of P17 and Nox culture inoculation to examine t he Assimilative Organic Carbon ( AOC) in drinking water are compared , including t heir properties and essential effects of examination conditions. The compara2 ble property of t he examination results of different water samples is poor for t he first met hod , because it is inoculated in2 dividually ; t he common matrix for bot h P17 and Nox was calculated repeatedly , so it is unsuitable for application. Bot h t he second ( simultaneous inoculation ) and t hird ( ordinal inoculation ) met hods are suitable by t heir exclusive strong points. The obtained yield coefficients of P17 and Nox in sodium acetate solution by t he experiment are 114 × 7 and 10 118 × 7 cfu/μg of carbon acetate for P17 and Nox respectively higher t han t hat given by Van der Kooij evidently. 10 Study on Start Up of Variable Rate Biof ilter with Enzymatic Package ……………………………… L ong Tengrui et al ( 12) Abstract : The start up of a variable rate biofilter wit h enzymatic package was researched. Especially t he sludge inoculation , t he arrangement of pulse on , t he organic loading and t he effect of inflow wastewater on t he initial perfor2 mance are discussed. Coagulation Property of Polysiloxane Aluminum Sulfate and Its Effect on Residual Al in Water ……… L i M i ngyu et al ( 16) Abstract : The coagulation performance of polyaluminium silicate sulfate ( PASS ) and t he amount of residual aluminum were researched. The effects of SiO2 / Al , curing time , stirring time , and p H on coagulability and residual aluminum were investigated. Experimental results show t hat t he coagulation performance of PASS is better t han aluminum sulfate , and t he residual aluminum is lower. The favorable properties of PASS increase wit h t he increasing of SiO2 / Al mole ratio. In addition , t he source of residual aluminum and its decreasing met hods were discussed. Sludge Bulking and Control in A/ O Process …………………………………………………………………… Du Yi nghao ( 19) Abstract : The A/ O phosphorus removal process has been proved efficient in controlling t he filament bulking. But enough attention should be paid to t he potential risk of t he low DO bulking as well. So it is very important to keep good living conditions for t he phosphorus removal bacteria. Some advices to investigate and control t he sludge bulking are brought up in t he paper. Nitrous Biological Nitrogen Removal Technology …………………………………………………………… S hi Yongsheng ( 21) Abstract : Mechanisms and characteristics of t he nitrous biological nitrogen removal technology and approaches to achieve nitrous biological nitrogen removal are studied in t his paper. Problems in t he control of nitrous nitrification and primary research contents for t he future are discussed. EU Guideline on Residue and Byproducts of Disinfectors in Water ………………………………………… Zhao Wenchao ( 24) Abstract : The regulations on residue and byproducts of disinfectors in water purification of t he states of European Union are presented. Summary on Water System Design in Daof u County , Sichuan Province …………………………………… Xiong Yihua ( 26) Abstract : Daofu county is a seismic area of high2cold climate wit h residents of Tibetan minority. The water system design has over passed t hrough t he proofs of eart hquake , low temperature and fatal changes of raw water intake condi2 tion. A summary of design and operating of t he system is presented in t his paper. Integral Oxidation Ditch for Urban Waste water Treatment …………………………………………… Deng Rongsen et al ( 28) Abstract : In t his article , t he centennial technology development of urban wastewater treatment was reviewed , t he recent advances were discussed and it is believed t hat t he general trend of wastewater treatment process is to shorten and to simplify t he technologic scheme. In addition , t he integral wastewater treatment technologies are discussed. It is indi2 Process Design of MSBR Waste water System ………………………………………………………… Zhao Zhongf u et al ( 6 ) Abstract : The process design of a MSBR system in t he Yantian WTP in Shenzhen city , Guangdong Prov. is pre2 sented. The design size , functions , operating parameters , selection of equipment and feature of t he technology process are described in details. Research on the Pressurized Aeration and SBR Activated Sludge Process ………………………………… Chen L ibo et al ( 9 ) Abstract : A pressurized aeration and SBR activated sludge process is presented. It has advantages of high volumet2 ric loading ( 018 - 110kg COD/ ( m3 ?) ) , high speed of degradation and high rate of N removal. It might be suitable h to treat high or medium level organic especially N2contained wastewater.

Vol126 No111 November 2000


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