SBR工艺新DAT-IAT法及新型滗水器

张大群 王秀朵

( 天津市市政工程设计研究院)

澳大利亚近10多年来建成SBR污水处理厂近600座，其中大中型SBR污水处理厂也日益增多，新南威尔士州和维多利亚州已建成处理量7万t/d的污水处理厂，其中SBR反应池的单池处理量已达1.2万t/d，目前正在兴建处理量为21万t/d的大型SBR污水处理厂。所采用的处理方法已由ICEAS法发展到CASS法，又发展到IDEA法及DAT-IAT 法。现就DAT-IAT法的原理、操作及主要特点分述。

1 DAT-IAT法

DAT-IAT工艺的主体构筑是由两个串联的反应池组成，即需氧池(Demcnd Aeration Tank简称DAT池)和间歇曝气池(Intermittent Aeration Tank简称IAT池)组成，一般情况DAT池连续进水、连续曝气，其出水进入IAT池，在此可完成曝气、沉淀、滗水和排出剩余污泥工序，其典型的工艺流程，如图1。
DAT-IAT法的反应机理以及污染物质去除机制与CFS、传统的SBR相同，仅是构筑物的构成方式和运行操作不一样，它是在一组反应池中，在时间上进行各种目的不同的操作。其操作工序为:
① 进水工序。处理水连续的进入DAT池，并经连续曝气后通过双层导流设施进入IAT池。

② 反应工序。分两部分组成，反应首先发生在DAT池，该池在连续进水的同时连续曝气，曝气时间一般为每天20h左右(可视进水量和水质而定)。该池去除有机物的机理和操作与CFS曝气池基本相同。由于该池为连续进水，对整个反应系统起到了水力均衡作用。反应的第二部分即经DAT池进行初步生物处理后的污水通过两池之间双层配水装置连续不断地进入IAT池，按工艺计算要求进行一定时间的曝气或搅拌，而达到好氧反应的目的(去除BOD 5 硝化，除磷脱氮)，有时为达到更高的沉淀效果，在反应工序最后短时间内进行曝气，去除附着污泥上的氮气。排除剩余污泥的工作也可以在本工序进行。
③ 沉淀工序。沉淀工序只发生在IAT 池，当IAT池停止曝气和搅拌后，活性污泥絮体进行重力沉淀和上清液的分离，本工序的功能相当于CFS法中的二次沉淀池。
④ 排水工序。排水工序只发生在IAT 池，当池水位达到设计的最高水位时，沉淀后的上清液由设置在IAT池末端的滗水器缓慢地排出池外。当池水位恢复到处理周期开始的最低水位时停止滗水。IAT反应池底部沉降的活性污泥，一部分做为该池下个处理周期的回流污泥使用，另一部分用污泥泵打回DAT池做为DAT池下个周期的活性污泥。剩余污泥引至污泥处理装置进行污泥处理。另外，反应池中还剩下一部分处理水，可起循环和稀释作用。
⑤ 闲置工序。在IAT池沉淀之后到下个周期开始期间，可视污水的性质设置一闲置期，在该时段内可根据需要进行搅拌或曝气。在厌氧条件下搅拌比好氧条件下的曝气节省能量，同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在闲置工序之初和沉淀工序的最后进行。
DAT-IAT法工艺的主要特点为:
① 工艺稳定性高。由于DAT池连续进水，连续曝气起到了水力均衡作用，提高了工艺处理的稳定性；由于IAT池可任意调节状态，有利于去除难降解的有机物；DAT与IAT池能保持很高的MLSS浓度和较长的污泥龄(属延时曝气工艺)，对有机物负荷及有毒物质有较强的抗冲击能力；活性污泥浓度高，溶解性BOD 5 消耗快，溶解性BOD 5 浓度低氧的传质效率提高了。
② 处理构筑物较少，使处理流程大大简化。在处理过程中DAT-IAT反应池集曝气、沉淀于一身，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房，同时采用该处理工艺污泥已好氧稳定，不需消化处理，只需浓缩脱水即可，省去了消化池，与CFS工艺及氧化沟工艺相比较大大节省了占地面积。
③ 可脱氮除磷。通过调节IAT池的曝气和间歇时间，使污水在池中交替处于好氧、缺氧和厌氧状态，可以方便地脱氮除磷，是一种很好的生物脱氮除磷工艺。
④ 节省投资。DAT池与IAT池串联设置，可减少滗水器的安装数量；由于DAT池为连续进水，因此不需要顺序进水的闸阀及自控装置；由于DAT池为连续曝气减小了曝气强度，所需鼓风机的额定能力(风量)比普通SBR 工艺小；串联布置的DAT与IAT池之间采用共用墙，土建费用可节省；相应的反应池控制系统也简单。

2 三种类型滗水器的研究与探讨

目前发达国家及国内对滗水器的研究作了大量工作，研制出了多种形式的滗水器，归纳起来主要为三种类型，现分述如下。
a. 虹吸式滗水器:见图2。

数根垂直或倾斜的短管在上端用总管连结在一起形成一个淹没堰。短管的下端正好位于池子要求的最低水位处，总管离最低水位约100mm。总管在水平方向与U形管连在一起，可放在池内也可放在池外。U形管的出水位于池子的最低水位以下，总管/U形下降管的最高点与空气管连接。空气管可用自动阀门(通常为电磁阀)关闭。
实际运行中，在操作的曝气/沉淀阶段，池子内水位不断上升，空气被阻留在总管中，短管中的空气也被水头压向上方。因为U形管的横截面比所有短管的横截面小(一般为1/10)，U形下降管的水面下降要比短管内的水面上升大得多。由于U形管内的水位差空气被压缩，而短管内的水位变化并不大。这种压力使池子水位正好上升至总管上方时水不会进入总管或流出反应池。沉淀阶段过后打开自动阀门，将一段时间被阻留地空气放出，上清液便通过所有的短管慢慢流出池外，池底的污泥层也不会被搅起。空气阀关闭后，滗水仍会通过虹吸作用继续进行，一直到最低水位。通常在这时电磁阀再打开以破坏虹吸，这样短管内几毫米的水柱便起到了浮渣挡板的作用，以防止一些浮渣随清水一起流出。
b. 旋转式滗水器:见图3。
旋转式滗水器由电机、减速机、丝杠、万向导杆、载体管道、回转接头、堰口、浮箱、支承架等部分组成。在程序的控制下按一定的速率，在方向导杆的带动下使载体管道及堰口发生回转，带动浮箱的堰口即要漂浮在水面上，又能使池内水不断涌人浮动堰口通过载体管道流向池外。堰体本身与浮力形成平衡，保证其水流均衡；堰体所处绝对高度也不断下降，要求载体管道不论以何轨迹运动，但其联结堰口部分必须也以同样速率变化。


要解决的关键技术问题有:
① 堰口随水面下降时，联结堰口的管道、装置所组成的堰体部分无论以何种轨迹进行运动，其联结堰口的部分必须随水面下降的速率同步变化。

② 堰口所以能随水面升降而浮动，除载体管道具有特殊装置能灵活地达到要求外，另一个是载有水的管道及堰体，在运动到各个位置时其重力与浮力相平衡。
c. 套筒式滗水器:见图4。
套筒式滗水器有丝杠式和钢绳两种，都是在一个固定的池内平台通过电机的运动，带动丝杠或滚筒上钢绳联结的浮动式水堰上下移动。为更好的适应浮力的变化，在堰上放有一套剪刀式浮箱，堰的中央留有1～3个 250～ 300mm的圆孔。圆孔下端的直管套在一个带有橡胶密封的套筒上，可以随水堰上下移动。套筒的末端固定在反应池底板上，与底板下的管道联结。将堰内的水通过套筒引至池外，完成滗水的过程。
作者处:300051 天津市(和)营口道239号