濰坊日麗環(huán)保閆雪為您簡介【MSBR法】污水處理技術(shù)

一、MSBR法的基本原理與特點

1.1、MSBR的基本組成

反應器由三個主要部分組成：曝氣格和兩個交替序批處理格。主曝氣格在整個運行周期過程中保持連續(xù)曝氣，而每半個周期過程中，兩個序批處理格交替分別作為SBR和澄清池。

1.2、MSBR的操作步驟

在每半個運行周期中，主曝氣格連續(xù)曝氣，序批處理格中的一個作為澄清池（相當于普通活性污泥法的二沉池作用），另一個序批處理格則進行以下一系列操作步驟。

步驟1：原水與循環(huán)液混合，進行缺氧攪拌。

在這半個周期的開始，原水進入序批處理格，與被控制回到主曝氣格的回流液混合。在缺氧和豐富的硝化態(tài)氮條件下，序批處理格內(nèi)的兼性反硝化菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽作為電子受體，以原水及內(nèi)源呼吸所釋放的有機碳作為碳源，進行無氧呼吸代謝。由于初期序批處理格內(nèi)MLSS濃度高，硝化態(tài)氮濃度較高，因此碳源成為反硝化速率的限制條件。隨著原水的加入，有機碳的濃度增加，提高了反硝化的速率。來自曝氣格和序批格原有的硝態(tài)氮經(jīng)反硝化得以去除。另外，該階段運行也是序批處理格中較高濃度的污泥向曝氣格回流的過程，以提高曝氣格中的污泥濃度。

步驟2：部分原水和循環(huán)液混合，進行缺氧攪拌。

隨著步驟1中原水的不斷進入，序批處理格內(nèi)有機物和氨氮的濃度逐漸增加。為阻止在序批處理格內(nèi)有機物和氨氮的過分增加，原水分別流入序批處理格和主曝氣格。使序批處理格內(nèi)維持一個適當?shù)挠袡C碳水平，以利于反硝化的進行。混合液通過循環(huán)，繼續(xù)使序批處理格原來積聚的MLSS向主曝氣格內(nèi)流動。

步驟3：序批格停止進原水，循環(huán)液繼續(xù)缺氧攪拌。

此后中斷進入序批處理格的原水。原水在剩下的操作中，直接進入主曝氣格。這使得主曝氣格降解大量有機碳，并減弱微生物的好氧內(nèi)源呼吸。序批處理格利用循環(huán)液中殘留的有機物作為電子供體，以硝化態(tài)氮作電子受體，繼續(xù)進行缺氧反硝化。由于有機碳源的減少，缺氧內(nèi)源呼吸的速率將提高。來自主曝氣格的混合液具有較低的有機物和MLSS濃度。經(jīng)循環(huán)，把序批處理格內(nèi)的殘余有機物和活性污泥推入主曝氣格，在此進行曝氣反應降解有機物，并維持物質(zhì)平衡。

步驟4：曝氣，并繼續(xù)循環(huán)。

進行曝氣，降低初進水所殘余的有機碳、有機氮和氨氮，以及來自主曝氣格未被降解的有機物和內(nèi)源呼吸釋放的氨氮，并吹脫在前面缺氧階段產(chǎn)生的截留在混合液中的氮氣。連續(xù)的循環(huán)增加了主曝氣格內(nèi)的微生物量，同時進一步降低序批處理格中的懸浮固體，降低了MLSS濃度，有利于其在下半個周期中作為澄清池時，減少污泥量以提高沉淀池的效率。

步驟5：停止循環(huán)，延時曝氣。

為進一步降低序批處理格內(nèi)的有機物和氮濃度，減少剩余的氮氣泡，采用延時曝氣。這步是在沒有循環(huán)，沒有進出流量的隔離狀態(tài)下進行。延時曝氣使序批處理格中的BOD5和TKN達到處理的要求水平。

步驟6：靜置沉淀。

延時曝氣停止后，在隔離狀態(tài)下，開始靜置沉淀，使活性污泥與上清液有效分離，為下半個周期作為澄清池出水做準備。沉淀開始時，由于仍存在剩余的溶解氧，沉淀污泥中的硝化菌繼續(xù)硝化殘余的氨，而好氧微生物繼續(xù)進行好氧內(nèi)源呼吸。當混合液中氧減少到一定程度時，兼性菌開始利用硝化態(tài)氮作為電子受體進行缺氧內(nèi)源呼吸，進行程度較低的反硝化作用。在整個半周期過程中，此時序批處理格中上清液的BOD、TKN、氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽的濃度低，懸浮固體總量也少，因此該序批處理格在下半個周期作為沉淀池，其出水質(zhì)量是可靠的。在這一步，可以從交替序批處理格中排放剩余污泥。第二個半周期：步驟6的結(jié)束標志著處理運行的下半個循環(huán)操作開始。通過兩個半周期，改變交替序批處理格的操作形式。第二個半周期與*個半周期的6個操作步驟相同。

2、MSBR法的主要運行特點

（1）MSBR系統(tǒng)能進行不同配置的設計和運行，以達到不同的處理目的。

（2）每半個運行周期中，步驟的數(shù)量和每步驟所需的時間，取決于原水的特性和出水的要求。這里介紹了6個運行步驟，但所需總的步驟可以被系統(tǒng)設計者所選擇。常常可以在實際運行中減少，以便使運行過程簡單化。例如，步驟1和步驟2能通過延長步驟1和減少步驟2的時間來合并這兩步為一步。增加步驟1的時間則增加序批處理格有機碳的量，這使得在不進原水的缺氧混合時間需要更長，以平衡步驟3。也可以增加步驟，進行更多的缺氧?好氧序批操作，來處理有機物和氨氮濃度更高的原水，以達到更低出水總氮的要求。

（3）在每半個循環(huán)中，原水大部分時間是進入主曝氣格。接著是部分或全部污水進入作為SBR的序批處理格。在主曝氣格中完成了大部分有機碳、有機氮和氨氮的氧化。另外，主曝氣格在*混合狀態(tài)下連續(xù)曝氣，創(chuàng)造了一個穩(wěn)定的生物反應環(huán)境。這使得整個設備能承受沖擊負荷的影響。

（4）從序批處理格到主曝氣格的循環(huán)流動，使得前者積聚的懸浮固體運送到了后者。循環(huán)也把主曝氣格內(nèi)的被氧化的硝化氮運送到在半個循環(huán)的大部分時期處在缺氧攪拌狀態(tài)下的序批處理格，實現(xiàn)脫氮的目的。

（5）污泥層作為一個污泥過濾器，對改善出水質(zhì)量和缺氧內(nèi)源呼吸進行的反硝化有重要作用。

3、MSBR法的應用與發(fā)展

MSBR技術(shù)已在幾個污水處理廠應用。位于加拿大Saskatchewan的Estevan污水處理廠則為一實例。雖然由于嚴寒造成一些冰凍問題，但污水廠還是取得了相當好的處理效率。平均溫度為13℃，系統(tǒng)處理效果（測試時間1996年4月～1997年3月）如表1所示。

實踐表明MSBR是一種可連續(xù)進水、高效的污水處理工藝，且簡單，容積小，單池。易于實現(xiàn)計算機自動控制。在較低的投資和運行費用下，能有效地去除含高濃度BOD5、TSS、氮和磷的污水。總之，系統(tǒng)在低HRT、低MLSS和低溫情況下，具有優(yōu)異的處理能力。MSBR技術(shù)的研究與發(fā)展方向如下：

（1）MSBR技術(shù)的進一步發(fā)展是生物除磷或同時脫氮除磷。目前同濟大學環(huán)境科學與工程學院對此正在作進一步的研究，并已取得了有重要理論意義與應用價值的研究成果。

（2）MSBR系統(tǒng)可以有各種不同配置，例如溝（渠）形式，并且現(xiàn)在已經(jīng)在開發(fā)研究。

（3）MSBR生物處理的動力學模式研究，以提供普遍的設計和運行依據(jù)。

（4）MSBR運行過程智能化控制的研究，以實現(xiàn)系統(tǒng)的各操作過程具有適應性控制。由于系統(tǒng)各格互聯(lián)、交替操作，且可以通過選擇、組合與取舍操作步驟，調(diào)整各操作步驟時間來控制運行，其運行過程比較復雜。此外，如果進水水質(zhì)變化，MSBR法的運行過程更具有非線性、時變性與模糊性的特點，難于用數(shù)學模型根據(jù)傳統(tǒng)控制理論進行有效控制，因此對MSBR法這樣復雜系統(tǒng)進行在線模糊控制，將能得到其它控制方式無法實現(xiàn)的令人滿意的控制效果。

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