SBR工艺处理生活污水节能降耗的研究赵素珍

SBR工艺处理生活污水节能降耗的研究赵素珍

赵素珍

云南陆良县国祯污水处理有限公司云南陆良655699

摘要：在当前的社会中，节能降耗理念已经渗透在各个领域之中，其中包括生活污水处理。在这样的背景下，本文将结合SBR工艺原理，开展处理生活污水节能降耗的相关实验。在这一基础上，笔者将结合实验的结果，对SBR工艺处理生活污水的节能降耗情况，进行系统的分析、总结，以其为相关人员提供参考。

关键词：SBR工艺；生活污水；节能降耗

引言：实际上，处理生活污水的工艺方式有很多，但是其中只有间歇性活性泥反应器，是当前使用最为广泛的技术方式，即SBR工艺。在处理生活污水的过程中，SBR工艺就是采用时间交替的模式，用活性污泥完成相关的工作，在流程上仅仅包含一个单元，为工作提供了更多的便利。简单来说，SBR工艺存在很多的优势，如运行灵活、占地面积小、处理效果好等，所以在生活污水的处理中，这种工艺方式应用的范围更加广泛，

一、针对SBR工艺处理生活污水的节能降耗实验

（一）实验器材与过程

在实验中，选择容积为4800m³（缺氧区：好氧区=1:5:30）的SBR工艺反应器，并使用微孔的方式进行曝气。在完成进水以后，实验人员将鼓风机启动进行曝气，同时在反应的过程中实时检测（PO3-4-P）值、DO、pH值、变频器频率等。DO与变频器之间形成闭环控制回路，就可以利用DO信号，实现对鼓风机频率的调节，在硝化反应完全后，就可以停止曝气[1]。实验的具体过程，可以将其分为两个阶段：

第1阶段：以常规的运行模式，进行SBR工艺的运行，其反应周期设定为7.5-18h，其中包含1.5h的进水时间，1.5h~2.5h的曝气时间，一边进水一边搅拌，搅拌时间为2h，1h-1.5沉淀时间，1h~1.5h滗水时间，2h~3小时的闲置时间。经过第1阶段的实验，SBR反应器中的待处理污水的污泥浓度能够达到3500mg/L左右，而活性污泥需要停留15d~18d左右，每天能够处理的生活污水量为4000m³。

第2阶段：以边进水边曝气的方式，并且分段进水的模式，实现SBR工艺的运行。在这一过程中，实际上就是利用第2次进水中带有石灰的碳源，作为污水处理的反硝化碳源，进而能够在很大程度上减少碳源的投加量，初步实现节能的目的。在此时的系统中，反应池内的污泥浓度为4000mg/L，活性污泥的停留时间为12d~15d左右，每天可以多处理一个周期的生活污水。

（二）实验水质与分析方法

在本次实验中，选取某污水处理厂的水源进行实验，经过1个月的跟踪检测，发现该生活污水的水质为：pH值的范围在7.0~7.8之间，平均数值为7.4；ρ（COD）/（mg·L-1）的范围是160~300，平均值为230；ρ（NH4+-N）/（mg·L-1）的范围是25-30（mg·L-1），平均值为28（mg·L-1）；ρ（PO3-4-P）/（mg·L-1）的范围是3.5~6（mg·L-1），平均值为4.5（mg·L-1）；

为了保证实验分析的准确性，本文对ρ（CODmg·L-1）、ρ（NH4-Nmg·L-1）、ρ（PO3-4-Pmg·L-1）等参数的分析，使用国标法测定。通过这样的方式，将先进的仪器设备、标准的分析规范，应用在本次实验之中，在规范实验方式的同时，还能够在很大程度上提高数据结果的精准性，保证最终分析结果的准确度。

SBR工艺处理生活污水的节能降耗情况

（一）SBR工艺的脱氮除磷能力

在城市污水中，最常见的污染物为氮磷化物，所以SBR工艺的主要污水处理内容为去除污水中的这两种化合物。本文对这种工艺的运行过程进行了长期观测，在实验过程中应用了两种运行方式，第一阶段为常规情况下的系统运行方式，第二阶段为经由优化改进后的工艺运行方式，该过程主要的方法为阶段进水方法，并且在该过程中保持污水的温度处于11~24℃之间。在该过程中，脱氮过程采用后置反硝化技术进行，并且将石灰投入进水，水体中的可溶性磷很容易与Ca2+生成难溶性沉淀物，沉积于水体底部成为底泥，定期开启剩余污泥泵的方式达成除磷目的，通过对出水水质的检测可以发现，在这种方式的应用过程中能够大幅降低水体中的磷酸盐的浓度，检测结果表明，这种方式的污染物去除量达到95%以上，所以可以确定经过此种方式有很高的除磷能力。

（二）不同运行情况下的污染物变化情况

本文的研究思想为进行水体中溶解氧总量的整体保持，在该过程中会应用变频器对风机的运行状态进行控制，从而达到节能目的。在生活污水的处理过程中，系统会经历两个运行阶段，第一阶段为通风阶段，该过程的目的为去除生活污水中的有机物以及提供氧化原料，通过对水质的检测可以发现，在风机的运行阶段，水体中的有机物被迅速消耗，但是氨氮化合物的总量并未发生下降，在该过程中异养菌快速增值，在氧气的作用下对污水中的有机物进行快速消耗[2]。而在反应一段时间后，随着有机物含量的较少，异养菌大量消亡，此时自养菌开始对氨氮化合物进行处理，在该过程中会会产生亚硝酸盐，当污水中通入大量氧气后，这些亚硝酸盐快速生成硝酸盐，在完成该过程后即进入反硝化过程，此时将不再对系统中注入空气。要确定不同时间段内的反应状态，可以通过测定水体的氨氮值达成目的，通过对氨氮、硝态氮、总磷指标的准确测定来确定风机的运行时间。

图1：加入石灰量与总磷的关系

（三）温度对耗电量的影响

在SBR系统的运行过程中，要保证曝气时间降低，需要保证硝化细菌有很高的活性和增殖速度，在当前的研究中发现，硝化反应在11-24℃时都能够发生，但是不同的温度环境下反应速度存在很大差异，所以在研究过程中，本文对不同温度下的系统吨水耗电量进行了测试，获得的实验结果如下：

图1：温度对去除氨氮耗电量的关系

图2：温度对吨水耗电量的影响

图3：在水质相同的情况下，温度对去除氨氮的变化

结果表明，硝化反应的速度与温度呈正线性相关关系，体现了温度越高，硝化反应速度越快，去除氨氮的效率越好，所以可以提出假设，即当硝化反应速度提升时，由于风机的运行时间降低，所以整个系统的耗电量也会下降，通过实验研究最终发现，提出的理论猜想与实际情况相符[3]。

（四）不同溶解氧对耗电量的影响

在SBR系统的运行中，水体中的溶解氧含量需要被严格控制在一定区域内，为了探究最佳的溶解氧浓度，在本文的实验探究过程中对水温进行了控制，最终温度为22~24℃之间，并且让风机处于满负荷运行状态，以改变水体中的溶解氧含量，最终获取的结果如下：（见图4）

结果表明，在其余条件相同的情况下，当水体中的溶解氧含量提升时，硝化反应的速度也大幅提升，当水体中的溶解氧达到2.0mg/L时，硝化反应的速度达到最高，这意味着整个系统的能耗处于最低状态，所以在系统的运行要要应用变频装置使水体中的溶解氧浓度保持在这一数值。

图4：不同溶解氧变频风机耗电量对应处理的吨水耗电量

结论：综上所述，SBR工艺在处理生活污水的过程中，能够获得很好的处理效果，并且可以将节能减排的理念融入在污水处理的环节之中。在这一基础上，优化后的工艺运行模式，提高了污水处理的效率，同时减少了各个环节中的电能消耗量，实现了节能降耗的目的。

参考文献：

[1]高晓亮.SBR法污水处理工艺在煤化工企业的应用[J].山西冶金,2018,41(04):97-99.

[2]周永峰,董宝山,孙威.SBR工艺污水处理装置调试运行总结[J].石化技术,2018,25(08):195.

[3]王淑莹,杨培,顾升波,杨庆.SBR工艺处理实际生活污水节能降耗的中试研究[J].北京工业大学学报,2012,38(08):1247-1252.