張大群 王秀朵

( 天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院)

澳大利亞近10多年來建成SBR污水處理廠近600座，其中大中型SBR污水處理廠也日益增多，新南威爾士州和維多利亞州已建成處理量7萬t/d的污水處理廠，其中SBR反應(yīng)池的單池處理量已達(dá)1.2萬t/d，目前正在興建處理量為21萬t/d的大型SBR污水處理廠。所采用的處理方法已由ICEAS法發(fā)展到CASS法，又發(fā)展到IDEA法及DAT-IAT 法。現(xiàn)就DAT-IAT法的原理、操作及主要特點(diǎn)分述。

1 DAT-IAT法

DAT-IAT工藝的主體構(gòu)筑是由兩個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)池組成，即需氧池(Demcnd Aeration Tank簡稱DAT池)和間歇曝氣池(Intermittent Aeration Tank簡稱IAT池)組成，一般情況DAT池連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)曝氣，其出水進(jìn)入IAT池，在此可完成曝氣、沉淀、潷水和排出剩余污泥工序，其典型的工藝流程，如圖1。
DAT-IAT法的反應(yīng)機(jī)理以及污染物質(zhì)去除機(jī)制與CFS、傳統(tǒng)的SBR相同，僅是構(gòu)筑物的構(gòu)成方式和運(yùn)行操作不一樣，它是在一組反應(yīng)池中，在時(shí)間上進(jìn)行各種目的不同的操作。其操作工序?yàn)?
① 進(jìn)水工序。處理水連續(xù)的進(jìn)入DAT池，并經(jīng)連續(xù)曝氣后通過雙層導(dǎo)流設(shè)施進(jìn)入IAT池。

② 反應(yīng)工序。分兩部分組成，反應(yīng)首先發(fā)生在DAT池，該池在連續(xù)進(jìn)水的同時(shí)連續(xù)曝氣，曝氣時(shí)間一般為每天20h左右(可視進(jìn)水量和水質(zhì)而定)。該池去除有機(jī)物的機(jī)理和操作與CFS曝氣池基本相同。由于該池為連續(xù)進(jìn)水，對整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)起到了水力均衡作用。反應(yīng)的第二部分即經(jīng)DAT池進(jìn)行初步生物處理后的污水通過兩池之間雙層配水裝置連續(xù)不斷地進(jìn)入IAT池，按工藝計(jì)算要求進(jìn)行一定時(shí)間的曝氣或攪拌，而達(dá)到好氧反應(yīng)的目的(去除BOD 5 硝化，除磷脫氮)，有時(shí)為達(dá)到更高的沉淀效果，在反應(yīng)工序最后短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行曝氣，去除附著污泥上的氮?dú)?。排除剩余污泥的工作也可以在本工序進(jìn)行。
③ 沉淀工序。沉淀工序只發(fā)生在IAT 池，當(dāng)IAT池停止曝氣和攪拌后，活性污泥絮體進(jìn)行重力沉淀和上清液的分離，本工序的功能相當(dāng)于CFS法中的二次沉淀池。
④ 排水工序。排水工序只發(fā)生在IAT 池，當(dāng)池水位達(dá)到設(shè)計(jì)的最高水位時(shí)，沉淀后的上清液由設(shè)置在IAT池末端的潷水器緩慢地排出池外。當(dāng)池水位恢復(fù)到處理周期開始的最低水位時(shí)停止?jié)?。IAT反應(yīng)池底部沉降的活性污泥，一部分做為該池下個(gè)處理周期的回流污泥使用，另一部分用污泥泵打回DAT池做為DAT池下個(gè)周期的活性污泥。剩余污泥引至污泥處理裝置進(jìn)行污泥處理。另外，反應(yīng)池中還剩下一部分處理水，可起循環(huán)和稀釋作用。
⑤ 閑置工序。在IAT池沉淀之后到下個(gè)周期開始期間，可視污水的性質(zhì)設(shè)置一閑置期，在該時(shí)段內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行攪拌或曝氣。在厭氧條件下攪拌比好氧條件下的曝氣節(jié)省能量，同時(shí)對保持污泥的活性也是有利的。在以脫磷為目的的裝置中，剩余污泥的排放一般是在閑置工序之初和沉淀工序的最后進(jìn)行。
DAT-IAT法工藝的主要特點(diǎn)為:
① 工藝穩(wěn)定性高。由于DAT池連續(xù)進(jìn)水，連續(xù)曝氣起到了水力均衡作用，提高了工藝處理的穩(wěn)定性；由于IAT池可任意調(diào)節(jié)狀態(tài)，有利于去除難降解的有機(jī)物；DAT與IAT池能保持很高的MLSS濃度和較長的污泥齡(屬延時(shí)曝氣工藝)，對有機(jī)物負(fù)荷及有毒物質(zhì)有較強(qiáng)的抗沖擊能力；活性污泥濃度高，溶解性BOD 5 消耗快，溶解性BOD 5 濃度低氧的傳質(zhì)效率提高了。
② 處理構(gòu)筑物較少，使處理流程大大簡化。在處理過程中DAT-IAT反應(yīng)池集曝氣、沉淀于一身，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房，同時(shí)采用該處理工藝污泥已好氧穩(wěn)定，不需消化處理，只需濃縮脫水即可，省去了消化池，與CFS工藝及氧化溝工藝相比較大大節(jié)省了占地面積。
③ 可脫氮除磷。通過調(diào)節(jié)IAT池的曝氣和間歇時(shí)間，使污水在池中交替處于好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，可以方便地脫氮除磷，是一種很好的生物脫氮除磷工藝。
④ 節(jié)省投資。DAT池與IAT池串聯(lián)設(shè)置，可減少潷水器的安裝數(shù)量；由于DAT池為連續(xù)進(jìn)水，因此不需要順序進(jìn)水的閘閥及自控裝置；由于DAT池為連續(xù)曝氣減小了曝氣強(qiáng)度，所需鼓風(fēng)機(jī)的額定能力(風(fēng)量)比普通SBR 工藝??；串聯(lián)布置的DAT與IAT池之間采用共用墻，土建費(fèi)用可節(jié)?。幌鄳?yīng)的反應(yīng)池控制系統(tǒng)也簡單。

2 三種類型潷水器的研究與探討

目前發(fā)達(dá)國家及國內(nèi)對潷水器的研究作了大量工作，研制出了多種形式的潷水器，歸納起來主要為三種類型，現(xiàn)分述如下。
a. 虹吸式潷水器:見圖2。

數(shù)根垂直或傾斜的短管在上端用總管連結(jié)在一起形成一個(gè)淹沒堰。短管的下端正好位于池子要求的最低水位處，總管離最低水位約100mm。總管在水平方向與U形管連在一起，可放在池內(nèi)也可放在池外。U形管的出水位于池子的最低水位以下，總管/U形下降管的最高點(diǎn)與空氣管連接。空氣管可用自動閥門(通常為電磁閥)關(guān)閉。
實(shí)際運(yùn)行中，在操作的曝氣/沉淀階段，池子內(nèi)水位不斷上升，空氣被阻留在總管中，短管中的空氣也被水頭壓向上方。因?yàn)閁形管的橫截面比所有短管的橫截面小(一般為1/10)，U形下降管的水面下降要比短管內(nèi)的水面上升大得多。由于U形管內(nèi)的水位差空氣被壓縮，而短管內(nèi)的水位變化并不大。這種壓力使池子水位正好上升至總管上方時(shí)水不會進(jìn)入總管或流出反應(yīng)池。沉淀階段過后打開自動閥門，將一段時(shí)間被阻留地空氣放出，上清液便通過所有的短管慢慢流出池外，池底的污泥層也不會被攪起?？諝忾y關(guān)閉后，潷水仍會通過虹吸作用繼續(xù)進(jìn)行，一直到最低水位。通常在這時(shí)電磁閥再打開以破壞虹吸，這樣短管內(nèi)幾毫米的水柱便起到了浮渣擋板的作用，以防止一些浮渣隨清水一起流出。
b. 旋轉(zhuǎn)式潷水器:見圖3。
旋轉(zhuǎn)式潷水器由電機(jī)、減速機(jī)、絲杠、萬向?qū)U、載體管道、回轉(zhuǎn)接頭、堰口、浮箱、支承架等部分組成。在程序的控制下按一定的速率，在方向?qū)U的帶動下使載體管道及堰口發(fā)生回轉(zhuǎn)，帶動浮箱的堰口即要漂浮在水面上，又能使池內(nèi)水不斷涌人浮動堰口通過載體管道流向池外。堰體本身與浮力形成平衡，保證其水流均衡；堰體所處絕對高度也不斷下降，要求載體管道不論以何軌跡運(yùn)動，但其聯(lián)結(jié)堰口部分必須也以同樣速率變化。


要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題有:
① 堰口隨水面下降時(shí)，聯(lián)結(jié)堰口的管道、裝置所組成的堰體部分無論以何種軌跡進(jìn)行運(yùn)動，其聯(lián)結(jié)堰口的部分必須隨水面下降的速率同步變化。

② 堰口所以能隨水面升降而浮動，除載體管道具有特殊裝置能靈活地達(dá)到要求外，另一個(gè)是載有水的管道及堰體，在運(yùn)動到各個(gè)位置時(shí)其重力與浮力相平衡。
c. 套筒式潷水器:見圖4。
套筒式潷水器有絲杠式和鋼繩兩種，都是在一個(gè)固定的池內(nèi)平臺通過電機(jī)的運(yùn)動，帶動絲杠或滾筒上鋼繩聯(lián)結(jié)的浮動式水堰上下移動。為更好的適應(yīng)浮力的變化，在堰上放有一套剪刀式浮箱，堰的中央留有1～3個(gè) 250～ 300mm的圓孔。圓孔下端的直管套在一個(gè)帶有橡膠密封的套筒上，可以隨水堰上下移動。套筒的末端固定在反應(yīng)池底板上，與底板下的管道聯(lián)結(jié)。將堰內(nèi)的水通過套筒引至池外，完成潷水的過程。
作者處:300051 天津市(和)營口道239號