1、工藝簡(jiǎn)單,節(jié)省費(fèi)用
原則上sbr法的主體工藝設(shè)備,只有一個(gè)間歇反應(yīng)器(sbr)。它與普通活性污泥法工藝流程相比,不需要二次沉淀池、回流污泥及其設(shè)備,一般情況下不必設(shè)調(diào)節(jié)池,多數(shù)情況下可省去初次沉淀的。
縱觀污水人工生物處理各種工藝方法,像sbr法這樣簡(jiǎn)易的工藝是非常特別的,采用sbr法處理小城鎮(zhèn)污水,要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%多。此外,采用如此簡(jiǎn)潔的sbr法工藝的污水處理系統(tǒng)還有布置緊湊、節(jié)省占地面積的優(yōu)點(diǎn)。
2、理想的推流過程使生化反應(yīng)推力大效率高
這是sbr法最大的優(yōu)點(diǎn)之一。sbr法反應(yīng)器中的底物和微生物濃度是變化的,而且不連續(xù),因此,它的運(yùn)行是典型的非穩(wěn)定狀態(tài)。而在其連續(xù)曝氣的反應(yīng)階段,也屬非穩(wěn)定狀態(tài),但其底物(與有機(jī)物或bod等價(jià))和微生物(mlss 表示)濃度的變化是連續(xù)的。這期間,雖然反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈混合狀態(tài),但是其底物與微生物濃度的變化在時(shí)間上是一個(gè)推流過程,并且呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。
在連續(xù)流反應(yīng)器中,有混合式與推流式兩種的流態(tài)。在連續(xù)流混合式曝氣池中的底物濃度等于出水底物濃度,底物流入曝氣池的速度即為底物降解速率。根據(jù)生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué),由于曝氣池中的底物濃度很低,其生化反應(yīng)推動(dòng)力也很小,反應(yīng)速率與去除有機(jī)物效率都低。在理想的推流式曝氣池中,污水與回流污泥形成的混合液從池首端進(jìn)入,呈推流狀態(tài)沿曝氣池流動(dòng),至池末端流出,此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合,不存在縱向的“返混”。作為生化反應(yīng)推動(dòng)力的底物濃度,從進(jìn)水的最高逐漸降解至出水時(shí)的低濃度,整個(gè)反應(yīng)過程底物濃度沒被稀釋,盡可能地保持了最大的推動(dòng)力。
混合式曝氣池所需要的水力停留時(shí)間t或有效容積v一般要比間歇反應(yīng)器相應(yīng)的t和v大3倍。筆者用sbr法處理啤酒廢水的試驗(yàn),經(jīng)2h的曝氣便將反應(yīng)器中的cod2000mg/l降到150mg/l左右。
3、運(yùn)行方式靈活,脫氮除磷效果好
sbr法為了不同的凈化目的,可以通過不同的控制手段,靈活地運(yùn)行。由于在時(shí)間上的靈活控制,為其實(shí)現(xiàn)脫氮除磷提供了極有利的條件。它不僅很容易實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧與厭氧狀態(tài)交替的環(huán)境條件,而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、反應(yīng)時(shí)間與污泥齡,來強(qiáng)化硝化反應(yīng)與脫磷菌過量攝取磷過程的順利完成;也可以在缺氧條件下方便地投加原污水(或甲醇等)或提高污泥濃度等方式,提供有機(jī)碳源作為電子供體使反硝化過程更快地完成;還可以在進(jìn)水階段通過攪拌維持厭氧狀態(tài),促進(jìn)脫磷菌充分地釋放磷。
應(yīng)指出,上述復(fù)雜的脫氮除磷過程只有在aao工藝中才能完成,而sbr法的單一反應(yīng)器一個(gè)運(yùn)行周期即可完成。具體操作過程、運(yùn)行狀態(tài)與功能如下;進(jìn)水階段,攪拌(厭氧狀態(tài)釋放磷)→反應(yīng)階段,曝氣(好氧狀態(tài)降解有機(jī)物、硝化與攝取磷)、排泥(除磷)、攪拌與投加少量有機(jī)碳源(缺氧狀態(tài)反硝化脫氮)、再曝氣(好氧狀態(tài)去除剩余的有機(jī)物)→排水階段→閑置階段,然后進(jìn)水再進(jìn)入另一個(gè)運(yùn)行周期。并曾做過進(jìn)水與反應(yīng)階段用曝氣與攪拌交替進(jìn)行的運(yùn)行方式脫氮的試驗(yàn)研究,其脫氮效率更高。
筆者認(rèn)為,如果原污水中的tp:bod值太高,用普通厭氧/好氧法難于提高除磷率時(shí),可以根據(jù)phostrip法除磷的原理在sbr法中實(shí)現(xiàn),只增加一個(gè)混凝沉淀池即可??梢?,sbr法很容易滿足脫氮除磷的工藝要求,在時(shí)間上控制的靈活性又能大大提高脫氮除磷的效果。
4、防止污泥膨脹的最好工藝
污泥膨脹多為絲狀性膨脹,在活性污泥法中間歇式最不易發(fā)生膨脹,混合式很容易引起膨脹。按照發(fā)生膨脹難易程度的排列順序是:間歇式、傳統(tǒng)推流式、階段曝氣式和混合式,同時(shí)發(fā)現(xiàn)其降解有機(jī)物(對(duì)易降解污水)速率或效率的高低,也遵循這個(gè)排列順序。sbr 法能有效地控制絲狀菌的過量繁殖,可從四個(gè)方面說明。
a. 底物濃度梯度大(也是f/m梯度),是控制膨脹的重要因素?;旌鲜交緵]有梯度,非常易膨脹;推流式曝氣池的梯度較大,不易膨脹;而sbr法反應(yīng)階段在時(shí)間上的理想推流狀態(tài),使f/m梯度也達(dá)到理想的最大,因此,它比普通推流式還不易膨脹。研究進(jìn)一步證實(shí),縮短sbr法的進(jìn)水時(shí)間,反應(yīng)前底物濃度更高,其后的梯度更大,svi值更低,更不易膨脹。
b. 缺氧好氧狀態(tài)并存。絕大多數(shù)絲狀菌,如球衣菌屬等都是專性好氧菌,而活性污泥中的細(xì)菌有半數(shù)以上是兼性菌。與普通活性污泥法不同的是,sbr法中進(jìn)水與反應(yīng)階段的缺氧(或厭氧)與好氧狀態(tài)的交替,能抑制專性好氧絲狀菌的過量繁殖,而對(duì)多數(shù)微生物不會(huì)產(chǎn)生不利影響。正因?yàn)槿绱耍瑂br法中限制曝氣比非限制曝氣更不易膨脹。
c. 反應(yīng)器中底物濃度較大。絲狀菌比絮凝菌膠團(tuán)的比表面積大,攝取低濃度底物的能力強(qiáng),所以在低底物濃度的環(huán)境中(如混合式曝氣池)往往占優(yōu)勢(shì)。在sbr 法的整個(gè)反應(yīng)階段,不僅底物濃度較高、梯度也大,只有在反應(yīng)進(jìn)入沉淀階段前夕,其底物濃度才與混合式曝氣池的相同。因此,所以說sbr法沒有利于絲狀菌競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境。
d. 泥齡短、比增長速率大。一般絲狀菌的比增長速率比其它細(xì)菌小,在穩(wěn)定狀態(tài)下,污泥齡的倒數(shù)數(shù)值等于污泥比增長速率,故污泥齡長的混合法易于繁殖絲狀菌。由于sbr法具有理想推流狀態(tài)與快速降解有機(jī)物的特點(diǎn),使它在污泥齡短的條件下就能滿足出水質(zhì)量要求,而污泥齡短又使剩余污泥的排放速率大于絲狀菌的增長速率,絲狀菌無法大量繁殖。
5、耐沖擊負(fù)荷、處理能力強(qiáng)
混合式曝氣池比推流式曝氣池的耐沖擊負(fù)荷以及處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)。sbr法雖然對(duì)于時(shí)間來說是一個(gè)理想的推流過程,但是就反應(yīng)器本身的混合狀態(tài)仍屬典型的混合式,因此具有耐沖擊負(fù)荷和反應(yīng)推動(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)。而且由于sbr法在沉淀階段屬于靜止沉淀,加之污泥沉降性能好與不需要污泥回流,進(jìn)而使反應(yīng)器中維持較高的mlss 濃度。在同樣條件下,較高的mlss濃度能降低f/m值,顯然具有更強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷和處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力。若采用邊進(jìn)水、邊曝氣的非限制曝氣運(yùn)行方式,更能大幅度增加5br法承受廢水的毒性和高有機(jī)物濃度。