吉林建筑工程学院学报SBR废水处理成套设备的研制％韩相奎崔玉波霍明昕韦新东王翠兰王海东姜宝林（吉林建筑工程学院环境工程系，长春130021）多能化研究，研制了一套生产性规模的SBR废水处理成套设备。运行结果表明，纯水，该设备可节省投资和工程占地，且易于启动和操作，供水，废水处理效果良好。
52：A发起研究，随后美、德、日、澳、法等许多国家逐渐大量应用SBR污水处理技术，我国在1985年开始研究和应用此技术。
尽管SBR技术已进入我国十几年，但目前还未见有理想的SBR成套设备面世。本课题的目的就在于研制出一套SBR污水处理设备，以其良好的水力条件、科学的设计参数、紧凑的设备结构，从而形成的低设备成本竞争市场。
本课题按合同为中试规模，BOD5去除率大于95%.实际进行的是生产性规模，基地设在柳河华龙公司宰鸡厂，其日处理屠宰废水能力为84m3其工艺流程如所示。
SBR工艺基质降解动力学过程研究SBR法的基质降解动力学过程，主要有两种观点，一是认为SBR法的基质降解过程服从莫诺特（Monod）关系式，即遵从V=VmaxSAKs+S）关系，这是一相说的观点；另一种观点认为，SBR法的基质降解在进水期服从零级反应动力学关系一ds/dt=K0X，在进水期完成后的曝气期服从一级动力学关系一ds/dt=KXS后者基本是二相说的观点。当污水中存在着不可生物降解的有机物时，莫诺特关系式则变为V=V（S数大比降解速率Vmax和饱和常数Ks.而实际污水中的不可生物降解有机物几乎是普遍存在的，这就给准确利用莫诺特模式来指导研究和设计带来困难。以COD代表基质浓+S）式作图求解Vmax和Ks，具有一定的近似性，当Sn占S比例较大时是明显不合理的。当然用BOD5来代表基质浓度无上述问题，但BOD5具有测定时间长和准确度差等严重缺点，在确定动力学关系及其常数时，不如COD准确和方便。对*吉林省科委基金项目，2000年12月通过省科委技术鉴定。
于上述二相说的一级动力学关系式来说，在SBR法的进水期结束后，基质降解也都未必服从一级动力学关系，这应该和此时的基质浓度、污泥生化活性等因素有关；另外，一级动力学关系的基质浓度S也应考虑不可生物降解有机物的所占比例。因此，无论是莫诺特模式还是一级动力学模式，在以COD为指标研究和应用时，都应考虑到不可生物降解有机物的影响。
此外，SBR系统生化活性的变化过程，以及生化活性与基质浓度、基质降解速率的关系等问题，都事关SBR法的内在特性，探讨这些特性，对更好地应用SBR法有重要意义。
11有机物降解的一般规律用SBR设备处理肉鸡加工废水的SBR反应器内有机物降解的一般规律，在进水COD浓度为950mg/L，测定不同曝气时间下的混合液溶解性COD浓度，其结果如所示。
从可以看出，虽然进水的COD浓度不同，但是COD降解的规律基本相同：进水结束后，0~0.5匕匚00降解速率较大，匚00去除率在50%之间；0.5匕~1.0匕反应器中混合液的COD浓度上升；1. ~60h，降解曲线为一条缓慢下降的曲线；6.降解曲线更平缓。因此本试验COD降解曲线按其趋势可分为两个阶段：COD降解过程中曲线斜率大的为第I时段（0h~1.0h）斜率小的为第时段（1.0h~10.0h）。针对上述有机物降解规律，笔者做了如下分析：SBR反应池内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间内，污水中的有机物基质即被大量去除，出现了很高的COD去除率，此现象即为“初期吸附”，可在30mins完成。
在这一时段快速降解的有机基质是易于被微生物降解的有机物，且本时段有机基质异常丰富。30mins后，COD值回升是由于胞外水解酶将吸附的非溶解状态的有机基质水解成为溶解性小分子后a这部分基质又进入污水中！使表层水值上升。此时活性污泥进ttpi入营养过剩的对数增值期，能量水平很高，微生物处于分散状态，污水中存活着大量的游离细菌，进一步促使COD值上升，随着反应的进行，有机基质浓度下降，COD值缓慢下降，在图中表现为有机物降解曲线斜率渐缓。
12基质降解动力学分析在第I时段内，COD降解速率与COD浓度无关，服从零级反应动力学关=KX对上式积分可得K=（S t时反应后混合液中残存的COD浓度；t一活性污泥反应时间；X―混合液中活性污泥浓度；K―COD降解速率常数。
SBR反应池正常运行期的活性污泥浓度X较高，此时可假定反应器中污泥浓度的变化速率dx/dt的变化与X相比较小至忽略不计，于是X可以看作恒量。根据中的数据，求得零极反应速率常数为0.162h一1.第时段，在较低基质浓度和较高污泥活性条件下，进水后曝气期的SBR法基质降解速率应该服从一级反应动力学关系，即在正常运行期，污泥浓度X较高，此时，可假定反应器中污泥浓度的变化速率dx/dt的变化与X相比小至忽略不计，于是X可作为常数对待，于是在设t =0时，S=So，t=t时，S=Se条件下，对式（1）积分可得：于是，曝气时间t时所去除的CODSr为：合并式（2），（3）并整理可得：通过式（4），藉托马斯作图法可求得K1和S0.因为所以，通过测定含曝气时间为零时的不同曝气时间的一组COD值，藉式⑷和式（5），不仅可求得R级反应动力学常数Ki和S0，J还可求得不可生物降解的，COD浓度S……994——2015ChinaAcademic经计算得一级反应速率常数为0. SBR工艺水力学特性研究21SBR工艺混合状态从水力学理论上讲，在一个单元反应器内，比如像SBR这样的反应器内，进水后能够快速实现完全混合状态，将有利于提高反应速度和终处理效果。然而，现在通用的都是各种的微孔曝气设备，不会形成大涡流的水力搅动，因而其水力上的搅动作用造成的传质速率要比过去落后的穿孔管曝气小。而且，大多SBR工艺都是一点进水，更不利于完全混合。因此，在设备高度一般变化不大的条件下，平面结构应以圆形为佳，其次是正方形，在受场地限制条件下，长宽比也不宜太大，否则就要在进水方式上实行多点进水。本试验在设备投入运行后，进行了平面上不同点位上的COD测定，其结果见表1.表1反应器不同点位。时间的COD测定值（mg/L）进水点距进水点3m距进水点5m从表1中数据可见，进水后曝气0. 5h时，其反应器内才实现完全混合状态。由此我们可以想到，当基质浓度较高时，水力停留时间较长，反应器平面结构的不合理所产生的影响可能还小些；而当基质浓度较低时，水力停留时间较短，反应器平面结构的不合理所造成的影响就会相对较大。因此，在布水不便于完全均匀的条件下，平面结构要尽可能合理。#p#分页标题#e#
22滗水器的确定滗水器的主要作用是排出上部清水，且不带出下部污泥。目前主要有虹吸式、旋转式套筒式和软管式四种。软管式滗水器由于本身运动轨迹不确定，需另加导轨限位，只适用于盘式堰口的小型滗水器；旋转式和套筒式滗水器由于均有运动部件，构造复杂，加工精度要求高，因此造价也高；虹吸式滗水器是一种结构简单、运行可靠、易于操作且价格显著低廉的设备。因此，水处理，本课题选用虹吸式滗水器作为SBR成套污水处理设备的排水装置（另行报导）。
SBR反应器主体设计思想SBR主体设备设计依据上述基质降解动力学研究和水力学研究结果，根据柳河华龙公司的水质及场地等条件，确定SBR设备主体为60mX40mX5.5m，钢结构，有效水深450m，大滗水深度1.75m，下部进水，以便于快速混合。滗水器位于进水口对侧，覆盖面积约8m2，排泥管设于距底平面0. 50m处，穿孔管排泥。采用罗兹风机曝气，气水比为20：1.曝气头采用膜片式曝气器，服务面积0. 8m2.水位控制器、电磁阀、虹吸破坏筒自动控制水位。
反应器规格由基质降解动力学确定的反应速度决定，滗水器滗水时间为1h，其各部件参数据此设计。BOD去除率按大于95%设计。
1运行方式为进水入伽曝气排水1曝气形式为非限制性曝气。\\ 4SBR废水处理成套设备附助设施设计思想柳河华龙公司屠宰厂所杀肉鸡会产生固体废物，鸡毛已回收，其它由所设计的弧形筛去除。
本课题将除油、沉淀、调节三功能设计为一池完成。上部隔油，下部沉渣，全池调节，其计算过程于此不述。基本结构见。
沉淀池、SBR池的剩余污染排至污泥池，污泥池兼有重力浓缩作用，不再另设贮泥池。浓缩后的污泥直接进行脱水。
控制柜可自动或手动控制污水泵、污泥泵、水位控制器、电磁阀、罗兹鼓风机等的启动和关闭，并可自动或手动控制SBR系统的各个运行时段。
5试验设备运行效果本试验设备经过试运行后，进行了若干次测定，分别由柳河县环境监测站和本课题组完成，其结果示于表2和表3.表2柳河县环境监测站监测结果（除pH值外，单位均为mg/L）日期指标进水隔油池出水出水去除率/%从以上测定结果可见，宰鸡废水经设备处理，COD去除944%~ 97.4%，大多在95%以上，BOD5去除97.8%，NH3―N去除83.1%，出水SS几乎检不出，其碱性进水出水达到中性，处理效果良好。SBR反应器的COD容积负荷达1.35kg（m3……d）隔油沉淀兼调节池运行效果非常理想。
表3课题组监测结果（COD：mg/L）日期进水隔油池出水出水去除率/% 6结论通过基质降解动力学的研究成果，可以较科学地确定SBR废水处理主体设备的规格，从而在达到良好处理效果的条件下，减少工程占地和避免投资浪费。
辅助设施的多能化，降低了全套设备的成本和工程占地，而且，保证了良好的运行效果。
西安迪奥环保科技有限公司