专利名称：Msbr系统的工艺控制方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法，特别涉及一种MSBR(Modified Sequencing BatchReactor,改进的序批式活性污泥反应器)系统的工艺控制方法。
背景技术：
MSBR是C. Q. Yang等人根据SBR技术特点，结合传统活性污泥法技术，研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式，结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点，不但无需间断流量，还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用，证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。截至目前，关于MSBR工艺的4h运转周期控制方式，都是按同一个模式运行，即单独搅拌40min、单独曝气50min、预沉30min、沉淀出水120min。但是实际工程中许多市政污水厂基本都是工业园区工业废水的集中式污水处理厂，水质成分复杂，C0D、色度、NH3-N均较高且含有毒有害物质(如酚、苯、醛及重金属等)，经过现场运行调试得出，以此方式运行对出水NH3-N、COD等指标的去除效果不佳。此外，当SBR池连续进水时，主曝气池至SBR池的污泥层的搅动较为明显，会影响最后出水时的SS(Suspended Substance>Suspend Solid,水质中的悬浮物或者悬浮固体)，影响到最后出水的水质。而设置在SBR池中的排泥泵堵塞频繁，需要定期用高压水枪捆绑入池底冲击，会影响工艺运行的连续性。
发明内容
本发明针对现有MSBR工艺模式单一，无法适应环境温度和所处理的污水水质的变化对工艺流程以及效果的影响，且SBR池的进水会搅动SBR池池底的污泥层的缺点，提供了一种可以适应各种环境温度条件和污水水质的新型MSBR工艺控制方法。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案
MSBR系统的工艺控制方法，包括以下具体步骤
a.将收集的污水部分由管道注入厌氧池，同时将剩余部分污水注入预缺氧池进行反硝化反应；
b.步骤a中厌氧池的出水经过缺氧池后，进入主曝气池，主曝气池的出水进入SBR反应池，所述SBR反应池呈圆形，主曝气池的出水以SBR反应池的切线方向注入SBR反应池，SBR反应池循环进行搅拌曝气程序、沉淀出水程序；，所述搅拌曝气程序包括依次进行的单独搅拌、搅拌加曝气程序，沉淀出水程序包括依次进行的预沉、出水程序；
所述SBR反应池交替间歇运行，即主曝气池的出水交替注入SBR反应池或者SBR反应池，SBR反应池进入搅拌曝气程序时，SBR反应池进入沉淀出水程序；SBR反应池进入沉淀出水程序时，SBR反应池进入搅拌曝气程序；C.步骤b出水程序中，开启排泥泵排放SBR反应池池底的污泥，控制排泥泵开启时间为3-30min，所述SBR反应池的池底设置有斜面，斜面底端设置有沟槽，所述排泥泵设置在沟槽中；
d.步骤b搅拌曝气程序开始后至沉淀出水程序结束前，开启回流泵，回流SBR反应池池底的污泥进入浓缩池，污泥在浓缩池中浓缩后进入预缺氧池，预缺氧池中的泥水混合物最后进入厌氧池，所述回流泵设置在沟槽中；
e.步骤b中沉淀出水程序开始后，SBR反应池的出水消毒后即可排放。作为优选，所述步骤b中主曝气池的出水以3-5m3/SeC的流速，以5-10°的倾角注ASBR反应池。作为优选，所述沟槽两端的端面分别与SBR反应池的侧壁齐平，沟槽两端设置有用于升降排泥泵或者回流泵的升降装置。 作为优选，所述斜面的倾角为15-30°。作为优选，所述沟槽的宽度为0. 7-1. 2m。作为优选，所述斜面底端设置有两条沟槽，所述排泥泵和回流泵分别设置在不同沟槽中。作为优选，步骤a中污水的COD值为200-500mg/L，NH3-N值为20_45mg/L ;所述MSBR系统的工艺控制方法的设计负荷为20000吨污水/天。作为优选，
当步骤a中污水的量为设计负荷的30-60%时，步骤c中排泥泵开启时间为3-5分钟； 当步骤a中污水的量为设计负荷的60-80%时，步骤c中排泥泵开启时间为8-10分钟； 当步骤a中污水的量为设计负荷的80%以上时，步骤c中排泥泵开启时间为25-30分钟。作为优选，步骤b中
当环境温度高于30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为15min，搅拌加曝气时间为105min,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ；
当环境温度为10-30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为20min，搅拌加曝气时间为IOOmin,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ；
当环境温度低于10°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为25min，搅拌加曝气时间为95min，所述沉淀出水程序中预沉时间为60min，出水时间为60min。作为优选，步骤a中注入厌氧池(4)和注入预缺氧池(3)的污水的比例为7 :3。其中，单独搅拌程序是指使用搅拌机对SBR池的池水进行搅拌；搅拌加曝气程序是指在搅拌的同时，对SBR池进行曝气；预沉程序是指对SBR反应池静置沉淀；沉淀出水程序是指在对SBR反应池继续进行沉淀的同时，将SBR反应池的上层清液向外界排放的过程，在这个过程中，视情况还需要将底层沉淀的污泥层向外界排放。化学需氧量又称化学耗氧量(Chemical Oxygen Demand),简称COD ;NH3_N是水(废水)中氣氣含量指标。经本发明处理后的污水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准。本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果操作模式简洁、清晰，且曝气时间充分，易使诸如苯环、碳氮键、含双键、多键等难降解碳水化合物类的有机物充分降解；预沉时间充分，便于沉降，减少出水SS ;整套系统连续进水，连续回流，确保回流污泥与进水始终保持充分混合。其次，适应性强，具有较强的稳定性，能够适应各种环境温度，能够适应污水水质的变化，整个工艺系统具有较强的耐冲击性，能够承受高COD、高NH3-N的污水。为了能够解决MSBR系统中由主曝气池的出水注入SBR池所导致的池底污泥层搅动的问题，主曝气池的出水以特定的角度和特定的流速注入相应的SBR池，使SBR池的上层池水进行缓慢的流动，并在SBR池的上层池水中形成一个流速缓慢的漩涡，利用新注入的出水和污泥之间的质量差，上层清液和底层污泥层之间的密度差，减耗SBR池入水的速率， 减小向SBR池注水所造成的底层污泥搅动；同时，SBR池上层漩涡的存在，也可以促使污泥，特别是进水中存在的污泥向SBR池中心聚集，便于这些污泥利用自身重力沉降进入底层污泥层，提高了 SBR池出水的水质，这在出水程序中尤其重要。由于污泥的沉降在整个SBR池的范围内是均匀进行的，在SBR池底设置斜面，并在斜面的底端设置用于积聚沉积污泥的沟槽，污泥将顺着该斜面向斜面底端的沟槽集中，有利于污泥的抽取。同时，斜面的存在还可以抑制排泥泵和回流泵对污泥层产生的水平横向作用力，减少了由于污泥层水平横向移动对污泥层的搅动。由于回流泵设置在沟槽中，回流的污泥的浓度较高，因此提高了回流的效率，相应地减少了回流泵的启动时间，减少了系统能耗。此外，回流的污泥浓度的提高，也可以确保回流至厌氧区的泥水混合液具有较高的污泥浓度，能够适合那些COD值、NH3-N值较高的污水对于污泥量的需求，提高了整个MSBR系统对于污水水质的耐受性。另一方面，随着回流污泥浓度的提高，回流量减少，回流至浓缩池的水量也相应减少，提升了由浓缩池至预缺氧池、厌氧池直至主曝气池的污泥回流量，降低了硝化液对厌氧池除磷的影响，提高了厌氧池的除磷效率，相应地也提高了 NH3-N的去除效率。考虑到SBR池的整体面积、池水的密度，污泥的数量等因素，特别是污泥的物理形态和沉降特性，特别地将斜面的倾角设定为15-30°，将沟槽的宽度设定为0. 7-1. 2m,同时，根据待处理的污水的量与设计负荷之间的比例，合理安排排泥泵的开启时间，使污泥的沉降速率和排泥泵的抽取量相匹配。在保持SBR池中必要的污泥浓度的同时，降低了 SBR池出水的SS值，同时，也有效地降低了由于过多的污泥堵塞排泥泵所导致的检修和停工的次数。经过实验，将进入MSBR系统的污水的70%注入厌氧池，剩余30%注入厌氧池。提高注入厌氧池的污水比例可以提高进入厌氧池的碳源，促进反硝化反应的进行，有利于后期的除磷。
图I是本发明的流程示意图。图2是SBR池阶段的流程示意图。图3是本发明所述MSBR系统的工艺控制方法的装置示意图。图4是本发明SBR池7的俯视示意图。图5是图2的A-A方向的剖视示意图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例I
MSBR系统的工艺控制方法，如图I所示，包括以下具体步骤
a.将收集的污水70%由管道注入厌氧池4，同时将剩余 的30%污水注入预缺氧池3进行反硝化反应，污水的COD值在200-500mg/L之间，NH3-N值在20_45mg/L之间；所述MSBR系统的工艺控制方法的设计负荷为20000吨污水/天；
b.步骤a中厌氧池4的出水经过缺氧池5后，进入主曝气池6，主曝气池6的出水进入SBR反应池I、7，为了能够减少主曝气池6的出水进入SBR反应池1、7对SBR反应池1、7池底的污泥层的搅动，所述SBR反应池1、7呈圆形，如图3所示，主曝气池6的出水以SBR反应池1、7的切线方向、以3-5m3/sec的流速，以5-10°的倾角注入SBR反应池1、7，SBR反应池1、7循环进行搅拌曝气程序、沉淀出水程序；所述搅拌曝气程序包括依次进行的单独搅拌、搅拌加曝气程序，沉淀出水程序包括依次进行的预沉、出水程序；
所述SBR反应池1、7交替间歇运行，如图2所示，由于回流的需要，在整个MSBR处理过程中，主曝气池6 —直向SBR反应池1、7进行注水，但是主曝气池6的出水是交替注入SBR反应池I或者SBR反应池7的。注水的时间视SBR反应池I或者SBR反应池7的水量而定，当SBR反应池I或者SBR反应池7的水量较低，就切换控制注水的阀门，向该SBR反应池I或者SBR反应池7进行注水。由于SBR反应池1、7是交替间歇运行的，因此当SBR反应池I进入搅拌曝气程序时，SBR反应池7进入沉淀出水程序；SBR反应池I进入沉淀出水程序时，SBR反应池I进入搅拌曝气程序；
为了能够适应环境温度的改变对污泥中细菌活性的影响，还应当根据环境温度的改变相应改变SBR反应池1、7的搅拌曝气程序和沉淀出水程序的时间
当环境温度高于30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为15min，搅拌加曝气时间为105min,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ；
当环境温度为10-30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为20min，搅拌加曝气时间为IOOmin,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ；
当环境温度低于10°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为25min，搅拌加曝气时间为95min，所述沉淀出水程序中预沉时间为60min，出水时间为60min。c.步骤b出水程序中，开启排泥泵8排放SBR反应池I、7池底的污泥，控制排泥泵8开启时间为3-30min，所述SBR反应池1、7的池底设置有斜面9，如图4、5所示，斜面9的倾角为15-30°，斜面9底端设置有沟槽10，沟槽10的宽度为0. 7-1. 2m，所述排泥泵8设置在沟槽10中，沟槽10两端的端面分别与SBR反应池1、7的侧壁齐平，沟槽10两端设置有用于升降排泥泵8或者回流泵11的升降装置12 ；
随着回流的进行，SBR反应池1、7中的污泥浓度渐渐上升，污泥量的上升和进入MSBR系统的污水的量之间有关联。过高的污泥浓度将会影响SBR反应池1、7的沉淀效果，影响最终出水的SS值；过低的污泥浓度则会影响回流的污泥浓度，无法达到回流的需要，因此需要适当控制排泥泵的开启时间。一般地排泥泵的开启时间在3-30min。特别地，当步骤a中污水的量为设计负荷的30-60%时，步骤c中排泥泵8开启时间为3-5分钟；当步骤a中污水的量为设计负荷的60-80%时，步骤c中排泥泵8开启时间为8_10分
钟；
当步骤a中污水的量为设计负荷的80%以上时，步骤c中排泥泵8开启时间为25-30分钟。d.步骤b搅拌曝气程序开始后至沉淀出水程序结束前，开启回流泵11，回流SBR反应池1、7池底的污泥进入浓缩池2，污泥在浓缩池2中浓缩后进入预缺氧池3，预缺氧池3中的泥水混合物最后进入厌氧池4。由于向SBR反应池1、7的注水操作一直在进行着，为了控制SBR反应池1、7的水量，以及向预缺氧池3和厌氧池4提供一定量的污泥的需要，步骤b搅拌曝气程序开始后，一直到沉淀出水程序结束前，都需要对SBR反应池1、7池底沉积的污泥进行回流，回流主要通过回流泵实现。所述回流泵11设置在沟槽10中，提高了回流的污泥量。为了能够避免排泥泵8和回流泵11之间相互影响，也可以在斜面9底端设置两条沟槽10，此时，排泥泵8和回流泵11分别设置在不同沟槽10中； e.步骤b中沉淀出水程序开始后，将SBR反应池1、7的上清液排放，该出水消毒后即满足相应排放标准，可向外界排放。将本发明所述MSBR系统的工艺控制方法和传统的MSBR方法处理污水的处理结果相比较，结果如表I所示。表I本发明所述方法和传统MSBR方法处理污水的效果比较
权利要求
1.一种MSBR系统的工艺控制方法，包括以下具体步骤 a.将收集的污水部分由管道注入厌氧池(4)，同时将剩余部分污水注入预缺氧池(3)进行反硝化反应； b.步骤a中厌氧池(4)的出水经过缺氧池(5)后，进入主曝气池(6)，主曝气池(6)的出水进入SBR反应池(1、7)，所述SBR反应池(1、7)呈圆形，主曝气池(6)的出水以SBR反应池(I、7 )的切线方向注入SBR反应池(I、7 )，SBR反应池(I、7 )循环进行搅拌曝气程序、沉淀出水程序，所述搅拌曝气程序包括依次进行的单独搅拌、搅拌加曝气程序，沉淀出水程序包括依次进行的预沉、出水程序； 所述SBR反应池(1、7)交替间歇运行，即主曝气池(6)的出水交替注入SBR反应池(I)或者SBR反应池(7)，SBR反应池(I)进入搅拌曝气程序时，SBR反应池(7)进入沉淀出水程序；SBR反应池(I)进入沉淀出水程序时，SBR反应池(7)进入搅拌曝气程序； c.步骤b出水程序中，开启排泥泵(8)排放SBR反应池(1、7)池底的污泥，控制排泥泵(8 )开启时间为3-30min，所述SBR反应池(I、7 )的池底设置有斜面(9 )，斜面(9 )底端设置有沟槽(10)，所述排泥泵(8)设置在沟槽(10)中； d.步骤b搅拌曝气程序开始后至沉淀出水程序结束前，开启回流泵(11)，回流SBR反应池(I、7 )池底的污泥进入浓缩池(2 )，污泥在浓缩池(2 )中浓缩后进入预缺氧池(3 )，预缺氧池(3)中的泥水混合物最后进入厌氧池(4)，所述回流泵(11)设置在沟槽(10)中； e.步骤b中沉淀出水程序开始后，SBR反应池(1、7)的出水消毒后即可排放。
2.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，所述步骤b中主曝气池(6)的出水以3-5m3/sec的流速，以5-10°的倾角注入SBR反应池(1、7)。
3.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，所述沟槽(10)两端的端面分别与SBR反应池(1、7)的侧壁齐平，沟槽(10)两端设置有用于升降排泥泵(8)或者回流泵(11)的升降装置(12)。
4.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，所述斜面(9)的倾角为 15-30°。
5.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，所述沟槽(10)的宽度为 0. 7~1. 2mo
6.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，所述斜面(9)底端设置有两条沟槽(10)，所述排泥泵(8)和回流泵(11)分别设置在不同沟槽(10)中。
7.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，步骤a中污水的COD值为200-500mg/L，NH3-N值为20_45mg/L ;所述MSBR系统的工艺控制方法的设计负荷为20000吨污水/天。
8.根据权利要求7所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于， 当步骤a中污水的量为设计负荷的30-60%时，步骤c中排泥泵(8)开启时间为3_5分钟； 当步骤a中污水的量为设计负荷的60-80%时，步骤c中排泥泵(8)开启时间为8_10分钟； 当步骤a中污水的量为设计负荷的80%以上时，步骤c中排泥泵(8)开启时间为25-30分钟。
9.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，步骤b中 当环境温度高于30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为15min，搅拌加曝气时间为105min,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ； 当环境温度为10-30°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为20min，搅拌加曝气时间为IOOmin,所述沉淀出水程序中预沉时间为60min,出水时间为60min ； 当环境温度低于10°C时，所述搅拌曝气程序中单独搅拌时间为25min，搅拌加曝气时间为95min，所述沉淀出水程序中预沉时间为60min，出水时间为60min。
10.根据权利要求I所述的MSBR系统的工艺控制方法，其特征在于，步骤a中注入厌氧池(4)和注入预缺氧池(3)的污水的比例为7 :3。
全文摘要
本发明涉及一种污水处理方法，公开了一种MSBR系统的工艺控制方法，包括有交替间歇运行的SBR反应池，同时依据环境温度或者进水水质状况对工艺控制方法进行相应地调整。本发明的有益效果主要体现在操作模式简洁，曝气时间充分，预沉时间充分，便于沉降，减少出水SS，整套系统连续进水，连续回流，确保回流污泥与进水始终保持充分混合，便于自动化控制及日常生产管理，本发明所述工艺控制方法可在不同的温度、不同的进水水质条件下获得最佳的处理效果。
文档编号C02F3/28GK102745811SQ20121026794
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者裴刚, 郑展望 申请人:浙江商达环保有限公司