CN213446435U - 一种间歇性生物化学除磷sbr反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置，包括SBR反应器和调节池，SBR反应器的顶部设置有进水管，该进水管与位于调节池池底的污水提升泵相连，该进水管靠近调节池池的顶部的位置分设有旁通回流管与调节池相连，在该旁通回流管上设置有回流阀，SBR反应器的顶部还设置有加药管，SBR反应器内设置有搅拌装置和滗水器，SBR反应器内的底部设置有曝气装置，SBR反应器的底部设置排泥管，该排泥管与调节池相连，该排泥管上设置有电动阀门，在该电动阀门和SBR反应器的排泥口之间设置有剩余排泥管，在该剩余排泥管上设置有电动阀门。本实用新型装置具有投资省、药剂利用率高、运行费用低、操作管理频次少，操作简便、效果稳定等特点。

Description

一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置，属于水处理设施领域。

背景技术

SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess)的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法，SBR工艺除磷往往采用生物法除磷，但是实际运行效果不稳定、依赖排泥，容易产生磷的二次污染。

用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐和氢氧化钙。高价金属离子药剂投加到污水中后，会与溶解在污水中的磷盐离子结合生成难溶化合物，含Fe³⁺、Fe²⁺和Al³⁺盐类因价格低廉，被普遍地用于磷沉析操作，这些药剂主要以溶液和悬浮液的状态存在。此外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。

1、铝盐除磷方程式：

Al₂(SO₄)₃+6H₂O→2Al(OH)₃+3SO₄ ^2-+6CO₂

Al₂(SO4)₃+2PO₄ ^3-→2AlPO₄+3SO₄ ^2-

控制pH为6.0-6.5的条件下，理论每1mol的磷需要加铝1.5-3.0mol。全程pH不宜过高，以减少Al(OH)₃沉淀。

2、铁盐除磷方程式：

Fe₂(SO4)₃+3HCO^3-→Fe(OH)₃+2SO4^2-+3CO₂

Fe³⁺+PO4^3-→FePO₄↓(pH＝5～5.5)

每1mol磷需要加铁Fe³⁺1.5-3mol，最佳pH为5.0。对磷含量为5mg/l左右的二级处理水，通过投加100－200mg/l的氯化铁(FeCl₃.6H₂O)就可以得到90％以上的磷去除率。金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，有利于沉析产物的絮凝，同时还会吸附胶状物、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。

沉析效果是受pH值影响，金属磷酸盐的溶解性同样也受pH的影响。铁盐最佳pH值范围为5.0～5.5；铝盐为6.0～7.0，因为在以上PH值范围内FePO₄或AlPO₄的溶解性最小。另外使用金属盐药剂还有其他的好处，比如会降低污泥的污泥指数，有利于沼气脱硫等。由于金属盐的投加会使污水处理厂出水中的Cl^-或SO4^2-离子含量增加。如果沉析药剂溶液中含有酸的话，则需特别加以注意。

投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度，这也许会对净化产生不利影响。当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时，必须考虑对硝化反应的影响。另外，如果污水处理厂污泥用于农业，则使用金属盐除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响。

3、石灰除磷方程式：

5Ca²⁺+4OH-+3HPO₄ ^2-→Ca₅OH(PO4)₃+3H₂O

为使磷的去除率达到90％以上，pH值控制10.5-11.0以上。Ca/P的重量比为2.2：1以上。沉析过程中，对于不溶解的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca²⁺，而是OH^-离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，采用Ca(OH)₂除磷要求的pH值为8.5以上。

但pH值在8.5到10.5的范围内，除了会产生磷酸钙以外，还会产生碳酸钙，这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢。与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响，另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的pH值惰况下，钙的投加量是与碱度成正比的。对于软或中硬的污水，采用钙沉析时，为了达到所要求的pH值所需要的钙量是很少的，具有强缓冲能力的污水则要求较大的钙投加量。

4、化学除磷工艺

化学除磷工艺可按化学药剂的投加地点来分类，实际中常采用的有：

前置除磷、同步除磷和后置除磷。

1)前置除磷工艺的特点是化学药剂投加在沉砂池中、初沉池的进水渠(管)中、或者文丘里渠(利用涡流)中。一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。产生的沉淀物(大块状的絮凝体)在初沉池中通过沉淀被分离。

如果生物段采用的是生物滤池，则不允许使用铁盐药剂，以防止对填料产生危害(产生黄锈)。前置除磷工艺由于仅在现有工艺前端增加化学除磷措施，比较适合现有污水处理厂的改建，通过这一工艺步骤不仅可以除磷，而且可以减少生物处理设施的负荷。

常用的化学药剂主要是石灰和金属盐药剂。前置除磷后控制剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/L，完全能满足后续生物处理对磷的需要。

2)同步除磷是目前使用最广泛的化学除磷工艺，在国外约占所有化学除磷工艺的50％。其工艺是将化学药剂投加在曝气池出水或二沉池进水中。目前已确定对于活性污泥法工艺和生物转盘工艺可采用同步化学除磷方法，但对于生物滤池工艺能否将药剂投加在二次沉淀池进水中尚值得探讨。

3)后置除磷是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物处理相分离的设施中进行，因此也叫二段法工艺。一般将化学药剂投加到二沉池后的一个混合池中，并在其后设置絮凝池和沉淀池(或气浮池)。

对于要求不严的受纳水体，在后置除磷工艺中可采用石灰乳液药剂，但必须对出水pH值加以控制，如可采用CO₂进行中和。采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷，但因为需要恒定供应空气因而运行费用较高。

但是现阶段采用前置除磷方式时废水中磷的浓度是进水水质磷的浓度。

后置除磷方式是在生物处理相分离后再设置除磷工艺的除磷方式，经过生物处理后的废水中的含磷量小于等于进水量。

同步除磷工艺是将化学药剂投加在经过生物处理后曝气池出水或二沉池进水中，其废水中的含磷量小于等于进水量，而且同步除磷直接将化学药剂投加到活性污泥混合液当中，不仅影响除磷剂与磷酸根反应而且会对活性污泥活性产生影响。

无论是前置除磷、同步除磷和后置除磷都是在废水中磷含量较低的时候投加的除磷剂，这样大大减少了除磷剂的反应效率，增加除磷剂使用量，在现实运行当中除磷剂的投加系数会达到2-4，这大大增加了污水处理站药剂使用费用。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置，可实现化学和生物除磷间歇进行，节省药剂，运行费用低，操作简便。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：包括SBR反应器和调节池，所述SBR反应器的顶部设置有进水管，该进水管与污水提升泵相连，所述污水提升泵用于将调节池内的污水抽入到SBR反应器，该进水管靠近调节池的顶部的位置分设有旁通回流管与调节池相连，在该旁通回流管上设置有回流阀，所述SBR反应器的顶部还设置有加药管，所述SBR反应器内设置有搅拌装置和滗水器，所述SBR反应器内的底部设置有曝气装置，所述SBR反应器的底部设置排泥管，该排泥管与调节池相连，该排泥管上设置有电动阀门，在该电动阀门和SBR反应器的排泥口之间设置有剩余排泥管，在该剩余排泥管上设置有电动阀门。

上述方案中：所述调节池的池底设计成斜面，污水提升泵安装在调节池内斜面的最低处。使得污泥和污水便于被污水提升泵提起。

上述方案中：所述滗水器为固定式滗水器，所述滗水器的出水口位于SBR反应器的顶部。

上述方案中：所述剩余排泥管和排泥管上还分别设置有常开手动阀。

上述方案中：所述进水管上安装有止回阀。

上述方案中：所述曝气装置包括位于SBR反应器底部的曝气管及分布在曝气管上的曝气器。

有益效果：本实用新型相比传统的除磷的系统特点是利用生物法和化学除磷法结合，不需要连续投加药剂和连续排泥的方式去除磷，只需要一个月1次到2次操作即可。本实用新型装置具有投资省、药剂利用率高、运行费用低、操作管理频次少，操作简便、效果稳定等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本实用新型作进一步说明：

实施例1，如图1-2所示，间歇性生物化学除磷SBR反应装置由SBR反应器1、调节池2、进水管3、污水提升泵4、止回阀5、旁通回流管6、回流阀7、加药管8、搅拌装置9、滗水器10、排泥管11、电动阀门12、剩余排泥管13、常开手动阀14、曝气管16和曝气器15组成。

SBR反应器1的顶部设置有进水管3，该进水管3与污水提升泵4相连，污水提升泵4用于将调节池2内的污水抽入SBR反应器1中，优选污水提升泵4位于调节池2池底。进一步优选，调节池2的池底设计成斜面，污水提升泵4安装在斜面的最低处。该进水管3靠近调节池2的顶部的位置分设有旁通回流6管与调节池2相连，在该旁通回流管6上设置有回流阀7，进水管3上安装有止回阀5。旁通回流管6位于止回阀5与SBR反应器1顶部进水口之间。SBR反应器1的顶部还设置有加药管8，SBR反应器1内设置有搅拌装置9和滗水器10，优选滗水器10为固定式滗水器，如图所示，滗水器10的出水口位于SBR反应器1的顶部，排水时避免污泥被搅动。SBR反应器1内的底部设置有曝气装置，曝气装置包括位于SBR反应器1底部的曝气管16及分布在曝气管16上的曝气器17。SBR反应器1的底部设置排泥管11，该排泥管11与调节池2相连，该排泥管11上设置有电动阀门12，在该电动阀门12和SBR反应器1的排泥口之间设置有剩余排泥管13，在该剩余排泥管13上设置有电动阀门12。剩余排泥管13和排泥管11上还分别设置有常开手动阀14。排泥管11的常开手动阀14位于其上的电动阀门12和剩余排泥管13进口之间。

在曝气阶段时，将调节池内的污水抽入到SBR反应器1内，SBR反应器1内的活性污泥会在好氧条件下充分吸收水中的磷，并使水中的含磷达到排放标准。在沉淀阶段，SBR反应器1内充分吸收了水中的磷的活性污泥在重力作用下沉入SBR反应器1底部，沉淀完成后，固定式滗水器10启动排水进入到排水阶段，SBR反应器1上部清澈的上清液通过滗水器出水口排出，进入排水口或进入下一工艺段。

排水阶段结束后，停止曝气，污水提升泵4启动将调节池2内的污水通过进水管3抽入到SBR反应器1，同时搅拌装置9启动将SBR反应器1内混合液进行搅拌，使刚进来的污水与SBR反应器1内的充分吸收了水中的磷的活性污泥充分混合接触，活性污泥在污水提供的碳源和厌氧条件下充分释放在曝气阶段充分吸收的污水中的磷，活性污泥中的磷重新进入到污水中，SBR反应器1进入到释磷阶段。当SBR反应器1水位达到设定液位，同时在释磷反应时间达到1-2个小时后，污水提升泵4、搅拌装置9停止，SBR反应器1进入到沉淀阶段，大约沉淀1小时左右，充分释磷的活性污泥沉入到SBR反应器1底部。

此时SBR反应器1进入到排泥阶段，排泥管11上的电动阀门12打开(常开手动阀14处于打开状态)，沉入到SBR反应器1底部的活性污泥通过排泥管12排入到调节池2，当充分释磷的活性污泥几乎都排入到调节池2时，1排泥管11上的电动阀门12关闭，SBR反应器1内剩余的污水由于充分接纳了活性污泥释放的磷，使剩余的污水含磷量极高可达15-30mg/l(一般生活污水中含磷量只有1-5mg/l)，现在投加的除磷剂反应效率也很高,去除相同量的磷所投加的除磷剂可以大大减少。此时通过加药管8将除磷剂(PAM)加入到SBR反应器1中，同时搅拌装置9打开，让除磷剂与污水中的磷充分混合反应，约10分钟左右关闭搅拌装置9，让除磷剂与污水中的磷反应生成的沉淀物沉淀到SBR反应器1底部。此时打开剩余排泥管13上的电动阀门12(常开手动阀14处于打开状态)，将SBR反应器1沉淀物通过排泥管11及剩余排泥管13排入到已建的污泥池,当沉淀物几乎排放完时关闭剩余排泥管13上的电动阀门12。同时，上清液进入下一工序，此时本新型的SBR反应器完成了一次性除磷的过程。

污水提升泵4打开，将排入到调节池2内充分释磷的活性污泥，在次重新抽入SBR反应器1中，同时SBR反应器1也进入到进水阶段。由于此时的活性污泥内部含磷量极少，需要很长一段时间才能将磷吸收饱和，在此时间段内出水水质含磷量极少，小于0.5mg/l，在活性污泥将磷吸收饱和时在次重复上述过程，一般生活污水及水质相似的废水只需要一个月进行1-2次化学除磷，从而不需要每天加药、配药、开停设备，大大减少管理工作量，而且反应效率高，药剂需求量大大减少。

本实用新型不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：包括SBR反应器和调节池，所述SBR反应器的顶部设置有进水管，该进水管与污水提升泵相连，所述污水提升泵用于将调节池内的污水抽入到SBR反应器，该进水管靠近调节池的顶部的位置分设有旁通回流管与调节池相连，在该旁通回流管上设置有回流阀，所述SBR反应器的顶部还设置有加药管，所述SBR反应器内设置有搅拌装置和滗水器，所述SBR反应器内的底部设置有曝气装置，所述SBR反应器的底部设置排泥管，该排泥管与调节池相连，该排泥管上设置有电动阀门，在该电动阀门和SBR反应器的排泥口之间设置有剩余排泥管，在该剩余排泥管上设置有电动阀门。

2.根据权利要求1所述间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：所述调节池的池底设计成斜面，污水提升泵安装在调节池内斜面的最低处。

3.根据权利要求1或2所述间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：所述滗水器为固定式滗水器，所述滗水器的出水口位于SBR反应器的顶部。

4.根据权利要求3所述间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：所述剩余排泥管和排泥管上还分别设置有常开手动阀。

5.根据权利要求1所述间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：所述进水管上安装有止回阀。

6.根据权利要求1所述间歇性生物化学除磷SBR反应装置，其特征在于：所述曝气装置包括位于SBR反应器底部的曝气管及分布在曝气管上的曝气器。

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