SBR法在糖廠廢水處理中的應(yīng)用

　　廖謹(jǐn)宣

　　(廣西佳誠環(huán)保有限公司廣西南寧530022)

　　摘要：SBR是序列間歇式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。廣西大多數(shù)制糖廠COD和BOD排放量比較大，無法達(dá)到目前糖廠外排廢水COD值100毫克每升的標(biāo)準(zhǔn)，因此，本文提出了采用SBR工藝，經(jīng)處理后糖廠廢水基本達(dá)標(biāo)。

　　關(guān)鍵詞：SBR法;糖廠廢水;活性污泥

　　一、前言

　　廣西是全國最大的甘蔗糖主產(chǎn)區(qū),產(chǎn)糖量連續(xù)多年居全國首位。糖廠的排水量大,COD值濃度高、總量大。糖廠要做到穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放,就必須減排污染物,控制COD的總量。糖廠廢水穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放是指糖廠從開榨起生產(chǎn)期間的全過程至停機為止,外排廢水的COD值均能做到達(dá)標(biāo)排放。目前,糖廠外排廢水COD值執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為100毫克升。由于廣西糖廠缺乏嚴(yán)格規(guī)范的在線監(jiān)測設(shè)施,因此,糖廠廢水穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放情況就難以說清。

　　一般糖廠廢水處理有幾種方法，如傳統(tǒng)的活性污泥法、生物接觸氧化法、SBR法、氧化溝、ABJ生物處理法、生物厭氧法等工藝流程。甘蔗制糖生產(chǎn)廢水，是以糖元素為主的溶解體有機物，是多種微生物的營養(yǎng)源。這些高能位的有機物質(zhì)，經(jīng)一系列的生化反應(yīng)，逐步釋放能量，最終以低能位的無機物質(zhì)穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化處理的要求。

　　二、糖廠廢水處理的SBR法

　　廣西對甘蔗制糖生產(chǎn)廢水處理的工藝技術(shù)選擇上，目前大多數(shù)趨向于運用生物接觸法和氧化溝工藝流程。生物接觸氧化法和氧化溝工藝同屬于好氧生物處理技術(shù)的一類工藝。好生物處理技術(shù)是在提供游離氧的前提下，以好氧微生物為主體的微生物菌群使廢水中的有機物得以降解，是去除廢水中溶解性有機物質(zhì)，降低B0D的有效途徑，其操作管理簡單，運行費用低，為國內(nèi)城市生活污水處理所普遍使用。但應(yīng)用于甘蔗制糖生產(chǎn)工業(yè)廢水，即突現(xiàn)其不足的缺陷：如對負(fù)荷沖擊敏感，受高濃度廢水沖擊時，出現(xiàn)溶解氧嚴(yán)重下降，活性污泥出現(xiàn)非絲狀菌污泥膨脹等，廢水處理系統(tǒng)控制指標(biāo)驟然惡化、處理系統(tǒng)效果下降，嚴(yán)重時導(dǎo)致廢水處理系統(tǒng)癱瘓，無法抗衡COD濃度多變的甘蔗制糖生產(chǎn)廢水，其廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定率差。長期連續(xù)的機械運行使得機械設(shè)備完好率低，設(shè)備占地面積相對較大等問題。

　　甘蔗制糖生產(chǎn)廢水主要是在生產(chǎn)過程中的蒸發(fā)罐、煮糖罐的冷凝水以及各種箱罐的洗罐水，這部分廢水其水量大，水溫較高，在生產(chǎn)過程中極容易帶糖與跑糖，造成廢水COD、BOD濃度變化幅度大，加上生產(chǎn)中耗用的冷卻水、洗濾布水，鍋爐沖灰水，沖洗地臺水與機泵的跑、冒、滴、漏等，廢水水質(zhì)極不穩(wěn)定。在一般偏低COD濃度的情況下，廢水處理是可以達(dá)標(biāo)排放的，但廢水在COD濃度偏高(1000mg/L左右)的情況下，則難于處理達(dá)標(biāo)排放，也就是說運用生物接觸法和氧化溝工藝流程不能完全消化與降解有機物，在實踐中我們發(fā)現(xiàn)了這一缺點。

　　基于以上幾點，本文對廣西制糖廠廢水主要采用序列間歇式活性污泥法。

　　SBR是序列間歇式活性污泥法(SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess)的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。

　　與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。

　　2.1SBR工藝具有的優(yōu)點

　　(1)理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。

　　(2)運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。

　　(3)耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機污物的沖擊。

　　(4)工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運行靈活。

　　(5)處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護(hù)管理。

　　(6)反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。

　　(7)SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。

　　(8)脫氮除磷，適當(dāng)控制運行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。

　　(9)工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積少。

　　2.2SBR工藝的反應(yīng)池

　　反應(yīng)池的形式為完全混合型，反應(yīng)池十分緊湊，占地很少。形狀以矩形為準(zhǔn)，池寬與池長之比大約為1：1～1：2，水深4～6米。

　　反應(yīng)池水深過深，基于以下理由是不經(jīng)濟的：①如果反應(yīng)池的水深大，排出水的深度相應(yīng)增大，則固液分離所需的沉淀時間就會增加。②專用的上清液排出裝置受到結(jié)構(gòu)上的限制，上清液排出水的深度不能過深。

　　反應(yīng)池水深過淺，基于以下理由是不希望的：①在排水期間，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能過深。②與其他相同BOD-SS負(fù)荷的處理方式相比，其優(yōu)點是用地面積較少。

　　反應(yīng)池的數(shù)量，考慮清洗和檢修等情況，原則上設(shè)2個以上。在規(guī)模較小或投產(chǎn)初期污水量較小時，也可建一個池。

　　2.3SBR工藝的需氧與供氧

　　SBR工藝有機物的降解規(guī)律與推流式曝氣池類似，推流式曝氣池是空間(長度)上的推流，而SBR反應(yīng)池是時間意義上的推流。由于SBR工藝有機物濃度是逐漸變化的，在反應(yīng)初期，池內(nèi)有機物濃度較高，如果供氧速率小于耗氧速率，則混合液中的溶解氧為零，對單一的微生物而言，氧氣的得到可能是間斷的，供氧速率決定了有機物的降解速率。隨著好氧進(jìn)程的深入，有機物濃度降低，供氧速率開始大于耗氧速率，溶解氧開始出現(xiàn)，微生物開始可以得到充足的氧氣供應(yīng)，有機物濃度的高低成為影響有機物降解速率的一個重要因素。從耗氧與供氧的關(guān)系來看，在反應(yīng)初期SBR反應(yīng)池保持充足的供氧，可以提高有機物的降解速度，隨著溶解氧的出現(xiàn)，逐漸減少供氧量，可以節(jié)約運行費用，縮短反應(yīng)時間。SBR反應(yīng)池通過曝氣系統(tǒng)的設(shè)計，采用漸減曝氣更經(jīng)濟、合理一些。

　　2.4SBR調(diào)試程序及注意事項

　　(一)活性污泥的培養(yǎng)馴化

　　SBR反應(yīng)池去除有機物的機理與普通活性污泥法基本相同，主要利用大量繁殖的微生物群體降解污水中的有機物。

　　活性污泥處理系統(tǒng)在正式投產(chǎn)之前的首要工作是培養(yǎng)和馴化活性污泥�；钚晕勰嗟呐囵B(yǎng)馴化可歸納為異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法，異步法為先培養(yǎng)后馴化，同步法則培養(yǎng)和馴化同時進(jìn)行或交替進(jìn)行，接種法系利用其他污水處理廠的剩余污泥，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐囫Z。

　　培養(yǎng)活性污泥需要有菌種和菌種所需要的營養(yǎng)物。對于城市污水，其中的菌種和營養(yǎng)都具備，可以直接進(jìn)行培養(yǎng)。對于工業(yè)廢水，由于其中缺乏專性菌種和足夠的營養(yǎng)，因此在投產(chǎn)時除用一般的菌種和所需要營養(yǎng)培養(yǎng)足夠的活性污泥外，還應(yīng)對所培養(yǎng)的活性污泥進(jìn)行馴化，使活性污泥微生物群體逐漸形成具有代謝特定工業(yè)廢水的酶系統(tǒng)，具有某種專性。

　　(二)試運行

　　活性污泥培養(yǎng)馴化成熟后，就開始試運行。試運行的目的使確定最佳的運行條件。

　　在活性污泥系統(tǒng)的運行中，影響因素很多，混合液污泥濃度、空氣量、污水量、污水的營養(yǎng)情況等�；钚晕勰喾ㄒ�求在曝氣池內(nèi)保持適宜的營養(yǎng)物與微生物的比值，供給所需要的氧，使微生物很好的和有機物相接觸，全體均勻的保持適當(dāng)?shù)慕佑|時間。

　　對SBR處理工藝而言，運行周期的確定還與沉淀、排水排泥時間及閑置時間有關(guān)，還和處理工藝中所設(shè)計的SBR反應(yīng)器數(shù)量有關(guān)。運行周期的確定除了要保證處理過程中運行的穩(wěn)定性和處理效果外，還要保證每個池充水的順序連續(xù)性，即合理的運行周期應(yīng)滿足運行過程中避免兩個或兩個以上的池子同時進(jìn)水或第一個池子和最后一個池子進(jìn)水脫節(jié)的現(xiàn)象。同時通過改變曝氣時間和排水時間，對污水進(jìn)行不同的反應(yīng)測試，確定最佳的運行模式，達(dá)到最佳的出水水質(zhì)、最經(jīng)濟的運行方式。

　　(三)污泥沉降性能的控制

　　活性污泥的良好沉降性能是保證活性污泥處理系統(tǒng)正常運行的前提條件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反應(yīng)期結(jié)束后，污泥難以沉淀，污泥的壓密性差，上清液的排除就受到限制，水泥比下降，導(dǎo)致每個運行周期處理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，則出水中的懸浮固體(SS)含量將升高，COD上升，導(dǎo)致處理出水水質(zhì)的下降。

　　導(dǎo)致污泥沉降性能惡化的原因是多方面的，但都表現(xiàn)在污泥容積指數(shù)(SVI)的升高。SBR工藝中由于反復(fù)出現(xiàn)高濃度基質(zhì)，在菌膠團菌和絲狀菌共存的生態(tài)環(huán)境中，絲狀菌一般是不容易繁殖的，因而發(fā)生污泥絲狀菌膨脹的可能性是非常低的。SBR較容易出現(xiàn)高粘性膨脹問題。這可能是由于SBR法是一個瞬態(tài)過程，混合液內(nèi)基質(zhì)逐步降解，液相中基質(zhì)濃度下降了，但并不完全說明基質(zhì)已被氧化去除，加之許多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的時間內(nèi)，混合液中的基質(zhì)濃度可降至很低的水平，從污水處理的角度看，已經(jīng)達(dá)到了處理效果，但這僅僅是一種相的轉(zhuǎn)移，混合液中基質(zhì)的濃度的降低僅是一種表面現(xiàn)象�？梢哉J(rèn)為，在污水處理過程中，菌膠團之所以形成和有所增長，就要求系統(tǒng)中有一定數(shù)量的有機基質(zhì)的積累，在胞外形成多糖聚合物(否則菌膠團不增長甚至出現(xiàn)細(xì)菌分散生長現(xiàn)象，出水渾濁)。在實際操作過程中往往會因充水時間或曝氣方式選擇的不適當(dāng)或操作不當(dāng)而使基質(zhì)的積累過量，致使發(fā)生污泥的高粘性膨脹。

　　污染物在混合液內(nèi)的積累是逐步的，在一個周期內(nèi)一般難以馬上表現(xiàn)出來，需通過觀察各運行周期間的污泥沉降性能的變化才能體現(xiàn)出來。為使污泥具有良好的沉降性能，應(yīng)注意每個運行周期內(nèi)污泥的SVI變化趨勢，及時調(diào)整運行方式以確保良好的處理效果。

　　三、結(jié)束語

　　目前廣西糖廠廢水要做到穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放,同時外排廢水的排放量要達(dá)到清潔生產(chǎn)的二級水平以上要求(有些糖廠因設(shè)備陳舊,清潔生產(chǎn)僅達(dá)到三級水平要求),從各方面考慮，SBR工藝是極佳的糖廠廢水處理工藝。

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