污水處理法的SBR法是怎么產(chǎn)生的？

SBR法的產(chǎn)生期

活性污泥法誕生于美國和英格蘭，并在隨后的一百多年里一直作為污水處理的主流技術(shù)。 最初對于活性污泥法的研究采用的就是序批式序批運行反應(yīng)器。1912年前后，在英格蘭的曼徹斯特，F(xiàn)owler采用曝氣的方法利用池塘內(nèi)的“爛泥”處理反應(yīng)池內(nèi)的污水，曝氣后的污水進(jìn)行沉淀,沉淀池內(nèi)的生物體回流至曝氣池，獲得了非常清澈的出水。

1914年，F(xiàn)owler的兩個學(xué)生Ardern和Lockett,在一個序批式運行的城市污水處理系統(tǒng)中，為了獲得較高的污泥濃度，對在曝氣階段積累的腐殖質(zhì)或沉淀物，不進(jìn)行排放。經(jīng)過一段時間的運行，獲得了現(xiàn)在被人們稱之為“活性污泥”的微生物絮體。他們的試驗過程描述如下：首先采用曼徹斯特城市的生活污水，在約2.4L的容器內(nèi)進(jìn)行曝氣試驗，每個運行周期直至硝化完成后才停止曝氣。第一次試驗大約進(jìn)行了5周左右的連續(xù)曝氣，硝化反應(yīng)才完成，然后沉淀，排掉清澈的上清液，沉淀物完全保留在容器內(nèi)。重新加人原污水，并與容器內(nèi)上一周期留下來的沉淀物充分接觸，隨后進(jìn)行曝氣直至硝化反應(yīng)充分完成。此后，他們多次重復(fù)這種運行方式。試驗結(jié)果清楚表明：隨著容器內(nèi)沉淀物的增加，有機物完全氧化的時間逐漸減少。最后，24h內(nèi)便可完全氧化序批注人的原污水。Ardern 和Lockett將反應(yīng)過程中形成的沉淀物命名為“活性污泥”。

在活性污泥法的發(fā)展史上,Ardern和Lockett 的發(fā)現(xiàn)具有里程碑式的意義，其重要性可歸結(jié)為六個方面,其中與序批式序批系統(tǒng)最為相關(guān)的有以下兩方面:

①為維持反應(yīng)器內(nèi)活性污泥始終處于最高效率的“工作狀態(tài)”，在任何時候系統(tǒng)內(nèi)都不應(yīng)使未被氧化的顆粒狀污染物得到積累。

②如果僅通過適宜的曝氣量來維持污泥的活性，那么就應(yīng)該使反應(yīng)器內(nèi)的污水與活性污泥充分接觸。

Ardern和Lockett采用充排式反應(yīng)器處理曼徹斯特市的生活污水時，保持活性污泥與污水的充分接觸，曝氣6～9h,便可獲得較好的出水水質(zhì)。檢測結(jié)果表明SBR工藝對生活污水中污染物的去除率與生物濾池相當(dāng)，且SBR工藝的曝氣時間長短主要取決于污水中的污染物濃度和所要求的污染物去除率。

1914～1920年，Ardern和Lockett的試驗驗結(jié)果在實際工程中被迅速、廣泛的應(yīng)用,在英格蘭共建造了4個不同規(guī)模、不同曝氣方式階段進(jìn)水的SBR污水處理系統(tǒng)。

Ardern和Lockett通過對SBR系統(tǒng)的工藝參數(shù)、影響因素等進(jìn)行的大量試驗,基于大量的試驗數(shù)據(jù)和對SBR系統(tǒng)的深人理解，建立了SBR系統(tǒng)的運行方案。1915年，在美國威斯康星州密爾沃基建成了世界上第一座SBR工藝的污水處理廠。該污水處理廠的工藝參數(shù)如下:周期時間為6h，其中進(jìn)水60min，曝氣反應(yīng)210min，沉淀30min，排水60min。在1915～1916年，在美國的布魯克林(紐約州)，芝加哥(伊利諾伊州),克利夫蘭(俄亥俄州)和休斯敦(得克薩斯州)等地進(jìn)行了一系列的SBR系統(tǒng)處理城市污水的試驗研究。在1915～1916年，美國建造了一大批采用SBR工藝的污水處理廠，并且該污水工藝的優(yōu)勢也非常明顯。

1923年,O'Shaughnessy的研究發(fā)現(xiàn)，分別采用連續(xù)流系統(tǒng)和SBR系統(tǒng)處理相同的城市污水，在達(dá)到相同凈化效率的時，前者所需的時間是后者的兩倍。然而事實上，在1914～1920年，幾乎所有采用SBR系統(tǒng)的污水廠全部被改造成了連續(xù)流污水處理系統(tǒng)。

Ardern(1927)針對這一現(xiàn)象進(jìn)行了深人分析，認(rèn)為以下三方面是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的本質(zhì)原因：

①排水階段能量浪費較大(與進(jìn)水流速相比，排水流速較大)；

②由于活性污泥黏附于大氣泡空氣擴散器上,從而容易導(dǎo)致空氣擴散器的堵塞；

③由于需要進(jìn)行多個開關(guān)閥門的轉(zhuǎn)換及空氣擴散器的清洗，所以操作者需要始終保持較高的注意力。

Ardern提出了解決上述問題相應(yīng)的辦法,即采用多個反應(yīng)池的SBR系統(tǒng)、改進(jìn)曝氣設(shè)備及采用自動控制系統(tǒng)等。盡管這些措施能夠十分有效的解決上述問題，但是由于當(dāng)時自動控制技術(shù)的落后，嚴(yán)重制約了SBR法在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。