一體化SBR 反應器在小型泵站污水處理工程中的應用

胡天媛， 孟令鑫， 張秀零

（中節(jié)能國禎環(huán)保科技股份有限公司， 合肥 230088）

污水泵站是城市污水處理系統(tǒng)中收集、 預處理、 輸送污水的重要環(huán)節(jié)， 對環(huán)境保護、 管道污水暢通輸送和防止城市內澇具有重要的作用［1］。 污水管網、 污水泵站和污水處理廠共同組成了一座城市龐大的污水處理系統(tǒng)， 泵站的集水量、 水質直接影響到污水處理廠的工藝與運行情況， 關系整個系統(tǒng)的聯合調度， 因此城市水環(huán)境污染問題要得到高效解決， 不僅需要污水處理廠提質增效， 也需要不斷地提升泵站的污水處理能力［2］。

污水泵站具有水流連續(xù)， 變化幅度大， 水中污染物含量多［3］等特點， 目前， 直接對泵站污水處理的工藝研究較少， 但對于這種特點的污水， 常采用SBR 工藝， 如SBR 工藝處理豆腐加工廢水［4］、 生活污水［5-6］、 小型醫(yī)院醫(yī)療廢水［7］、 高速公路服務站污水［8］及小型廢（污）水處理站設計［9］、 景觀水體修復［10］等。 以上各種方法對污水凈化均有一定的效果， 但多數工藝較為復雜， 運營費用偏高。

針對以上問題， 本文結合小型泵站污水處理工程， 介紹一體化SBR 反應器的主要參數、 配置以及實際運行效果， 為其他小型泵站污水處理工程應用提供參考。

1 工程概況

該污水泵站工程位于某污水處理廠內， 廢水主要來源于污水處理廠提升泵站前池， 水質、 水量變化幅度大。 設計處理水量為10 m3／d， 經一體化SBR 反應器處理達到GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A 標準后， 用于污水處理廠內部沖洗、 園林綠化等。 對污水處理廠提升泵站前池連續(xù)取樣檢測， 并進行水質信息分析， 實際進水水質及設計進出水水質如表1 所示。

表1 實際進水及設計進出水水質Tab. 1 Actual influent water and design influent and effluent water quality

2 工藝流程

本項目采用以SBR 工藝為核心的一體化處理設施， 工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow

污水通過泵站配套機械格柵分離出樹皮、 碎木、 纖維等大顆粒懸浮物， 在泵站前池， 通過進水泵泵入一體化SBR 反應器進行生化反應。 一體化SBR 反應器分為調節(jié)池、 反應池、 操作室、 污泥存儲區(qū)。 調節(jié)池接收泵站前池的污水， 當池體液位超過開始液位時， 調節(jié)池內的壓力傳感器發(fā)出信號， PLC 系統(tǒng)控制潛污泵啟動， 進行泵水。

反應池為反應器的活躍區(qū)， 接納每批次進水，污水中有機物在活性污泥的作用下得到降解。 在污水處理完成后， 水被泵出達標排放， 反應池中水位降至預設水位。 在反應器中的污泥通過污泥泵排入污泥存儲艙暫時儲存， 等待由真空吸泥車定時外運處置。

3 主要參數及配置

一體化SBR 反應器采用臥式玻璃鋼罐體， 設備直徑為2.40 m， 長度為7.97 m。 罐體被分為4 個區(qū)域： 調節(jié)池、 反應池、 操作室、 污泥存儲區(qū)， 每個區(qū)域有不同功能。

（1） 調節(jié)池。 尺寸為φ2.40 m×2.21 m， 容積為10 m3， 水力停留時間為24 h。 配置MF404 潛污泵1 臺， 功率為1.14 kW， 電流為2 A， 流量為9 L／s， 揚程為2.5 m。 調節(jié)池根據系統(tǒng)的處理能力進行設計， 處理水量通過調節(jié)池內壓力傳感器數據進行計算獲得。 除配置壓力傳感器外， 調節(jié)池同時配備低液位浮球2 個和高液位浮球1 個， 低液位浮球確保潛污泵不會因為液位過低而空轉， 高液位浮球記錄與高液位有關的信息。

（2） 反應池。 尺寸為φ2.40 m×2.21 m， 容積為10 m3， 有效液位為2.2 m， 有效容積為9 m3。 反應池與藥劑泵相接， 由藥劑泵直接加藥， 絮凝在反應階段完成， 配置加藥泵1 臺， 流量為5.7 L／h，功率為16 W。 污泥區(qū)位于污泥閥門之下， 配置污泥泵1 臺， 功率為0.64 kW， 電流為1.46 A。 運行時控制污泥濃度為2 000 ～2 500 mg／L， 泥齡為12 ～15 d 最佳， 如果對氮的去除無要求， 泥齡不超過20 d。 各階段反應時間設置如表2 所示。

（3） 操作室。 尺寸為φ2.40 m×2.00 m， 容積為9 m3。 由電控柜PLC 自動化運行， 可實現自動取樣和無人值守自動運行， 采用A＆B 的觸摸屏，通過觸摸屏可以設置相應的運行參數， 如序批各個階段的時間、 加藥時間、 液位高度等， 同時可查看設備的歷史運行數據、 機電設備運行情況等。 配置曝氣風機1 臺， 流量為19 m3／h， 風壓為0.06 MPa，功率為0.37 kW， 電流為2.7 A。

表2 反應池各階段反應時間Tab. 2 Reaction time of each stage in reaction tank

（4） 污泥存儲區(qū)。 尺寸為φ 2.40 m×1.55 m，容積為7 m3。 污泥存儲區(qū)配有溢流裝置， 溢流液體再次回到調節(jié)池當中。 在沉淀期， 系統(tǒng)會對污泥進行兩次移除。 污泥排放過程通過操作面板設置開始時間。

4 工程運行效果

該工程進水負荷達到設計水量的95% 以上，在控制進水時間為10 min， 反硝化時間為150 min，曝氣時間為90 min， 沉淀時間為90 min， 加藥時間為100 s 的條件下， 實測進出水水質如表3 所示。

該一體化SBR 反應器能夠實現穩(wěn)定地自動化運行， 采用液位和時間雙重控制， 設置等待和休眠模式， 不僅可以保證設備正常運行， 還可以實現在污水量較低時， 間歇曝氣保障活性污泥的活性， 不影響后續(xù)處理。 經處理后的水質各項指標穩(wěn)定達到GB 18918—2002 一級A 標準。

表3 實測進出水水質Tab. 3 Actual measured influent and effluent water quality

5 技術經濟指標

該工程設備投資11.04 萬。 在滿負荷工況下，運行電耗為0.48 kW·h／m3， 電價按0.779 元／ kW·h計算， 噸水電費為0.37 元； 進水不需要投加碳源，除 磷 采 用 液 態(tài) 鋁 鹽， 加 藥 量 為0.06 L／m3， 約 為0.05 元／m3； 在現有運行條件下污水處理運營費用為0.42 元／m3。 同時， 該設備自動化程度很高， 能做到自動運行無人值守， 人工維護費用低， 適合小型泵站污水處理工程。

6 結語

采用一體化SBR 反應器處理城市污水， 經處理后出水COD 質量濃度為20 ～40 mg／L， NH3-N 質量濃度低于0.2 mg／L， TP 質量濃度低于0.2 mg／L，TN 質量濃度低于10.5 mg／L， SS 質量濃度低于10 mg／L， 出水NH3-N、 TN、 TP、 COD、 SS 去除率穩(wěn)定在99%、 71%、 95%、 85%、 95% 以上， 達到GB 18918—2002 一級A 標準。 該反應器具有良好的去除效果， 運行穩(wěn)定可靠， 自動化程度很高，在小型污水處理工程中具有良好的應用推廣前景。