7.1.7.1 UniFed SBR工艺介绍

(1)工作原理SBR运行周期中的沉淀和排水阶段为在上清液和污泥层中产生缺氧或厌氧条件创造了机会，其进水方式也为在池子的某些区域引入厌氧或缺氧条件提供了可能性，从而为在单池SBR中实现脱氮除磷创造了条件。澳大利亚的废水管理和污染控制合作研究中心(简称CRCWMPCL)和Queensland大学的Jurg Keller教授等基于以上原理，发明了一种SBR工艺的运行方法。其工作要点是：在单一的SBR池中，沉淀和排水时就开始进水，污水由反应器底部进入，直接、均匀地布水至沉淀污泥层；进水/排水/沉淀阶段可同时完成，这就先后创造了良好的缺氧和厌氧环境，既能有效地进行反硝化脱氮，又能有效地进行厌氧放磷。这样在单一的SBR池中的每个周期，均可取得生物脱氮除磷工艺所需的特定条件。UniFed SBR工艺以“层状”的方式由反应器底部垂直上升引入生活污水，所以“层状”上升的原水将处理后的出水经反应器上部顶出，形成了独特的进水排水方式，即进水排水沉淀阶段同时进行，此种运行方式也从某种程度上缓和了反硝化和释磷对有机碳源的竞争，使得聚磷菌可以优先利用进水中的有机底物，达到较高的除磷效果而且反应器在整个反应周期内保持恒定的水位，并无常规SBR系统将处理上清液排空的阶段，这样就大大提高了反应器的容积利用率。该工艺已被命名为UniFed SBR工艺，并申请了国际专利(国际专利号为：5525231)。

UniFed SBR工艺的具体运行过程是：在前一周期开始污泥沉淀阶段时，可同时开始下一周期的进水和排水过程。废水进入反应器的方式是通过设置在反应器底部的布水器，使进水缓慢均匀地穿过污泥层，泥和水没有大的机械混合。“层状”上升的原水将处理后的出水经反应器上部顶出，出水靠溢流装置或灌水器完成。沉淀/进水/出水阶段结束后即可进入好氧曝气阶段。曝气阶段之后可根据需要进入闲置阶段或直接进入下一个周期。闲置阶段的有无可根据系统是否设有自控系统或实际需要灵活地控制和掌握。典型的UniFed SBR周期包括3个阶段：进水/排水/阶段、曝气阶段、沉淀阶段，如图7-10所示。

(2)UniFed SBR工艺与普通SBR工艺的区别主要在于其进水方式和运行方式，具体如下。

①UniFed SBR是在污泥的沉淀和浓缩阶段将进水均匀引入池底，“层状”上升的原水将处理后的出水经反应器上部顶出；该工艺的关键是实现进水与出水很好的分离，防止池底污泥受到扰动，因此要控制较小的进水流速，以免影响上层出水水质。

②进水/排水/沉淀3个过程可同时进行，节约了工作时间，使SBR的工作周期缩短。

③进水/排水/沉淀阶段结束后，进入曝气阶段。曝气阶段结束后可进入闲置阶段或开始下一个周期。

7.1.7.2 UniFed SBR工艺的脱氨除磷原理

UniFed SBR工艺在成功的除磷脱氮方面具有以下几个特点。

图7-10 10UaFea SBR 工艺流程示意

①在进水/排水/沉淀阶段，由于不曝气，池中形成缺氧环境发生缺氧反硝化：前一周期在污泥层中的硝酸盐/亚硝酸盐(NOx-)消耗后一周期不断流入的进水易降解COD迅速发生反硝化，或者利用被污泥絮体捕获的、缓慢降解的COD进行反硝化。在后续曝气阶段，COD得到进一步降解还发生了硝化作用和好氧吸磷。

②池子底部污泥层中的NOx-经反硝化后，池底可形成严格厌氧环境，发生厌氧放磷，上清液中虽然含有对除磷工艺有害的NOx-但由于不与污泥接触，所以并不会影响池底已形成的厌氧环境。进水中的溶解性COD是厌氧放磷阶段所需COD的主要来源。

③反应池底部具有很高的污泥负荷(F/M)值，可使絮凝体细菌对有机物快速生物吸附，进水COD在厌氧条件下通过厌氧发酵产生更多的易生物降解COD，易生物降解COD的存在对聚磷菌的内碳源的积累是有利的，这些积存下来的碳被用于在曝气阶段磷酸盐的吸收过程，因此有利于磷的去除。

④进水/出水/沉淀阶段同时进行，使得SBR的循环运行更加高效，这是因为一些重要的生化反应都在同一时间内完成，因此也节约了沉淀和出水阶段的“非生产”时间。

⑤由于活性污泥浓缩于池子的底部，而所有的底部进水及其所含的COD都能与生物体密切接触从而在每一个循环中，使大部分生物体与高浓度COD相接触，进水被稀释得很少，由此使底部成为很强的“选择区”或“接触区”，这还往往导致污泥沉降性能的改善，并能有效和彻底地完成SBR的运行全过程。

7.1.7.3 UniFed SBR工艺的特点和适用范围

(1)特点由于UniFedSBR工艺不设循环流，无需加化学试剂，不用隔板分区，在单一池中就可实现同步脱氮除磷，取得高质量的出水，因此被认为是很有研究和应用前景的一种新工艺。而且该工艺具有构造简单、运行简易高效、污泥沉降性能良好、占地和设备运行费用低等优点。

UniFed SBR工艺的主要缺点是运行操作复杂，实现其时间上的自动控制并不难，关键是能够根据原水水质的变化对其进行模糊控制和智能控制。目前国内对UniFed SBR新型脱氮除磷工艺的影响因素、运行参数及其智能控制的研究尚属空白，国外对其的相关报道也不多见，因此还有待污水处理研究者们对其进行更深入的研究。

(2)适用范围Unifed工艺适用于处理能力为几百至几千吨/日的中小型污水处理厂，可用于对市政污水和工业废水的处理，包括纺织厂、旅馆、办公室、医院产生的废水和食品、啤酒废水等，未来的可能应用还包括炼油、化工产品和矿物工艺产生的废水。该工艺对原水的C/N要求较高，在一定的C/N范围内，原水的C/N越高其脱氮除磷效率越高。

UniFed SBR工艺可分阶段建造，以适应城市的发展和它的调整规划，能在绿地上建造或经现有污水处理厂改造、改型。相比传统脱氮除磷技术，UniFedSBR工艺技术有许多设计优点：包括只有一个单一的池子，不设额外的池子或用隔板分区，无需加化学试剂，无循环流，较低的基建费，运行灵活。所用的设计、土地、设备和运行费用比起传统工艺少20%。UniFed SBR工艺一个周期的总时间在工艺试运行和最优化阶段能被调整使得它非常适用于在设计阶段高度的不确定性，在其投产运行后，可对整个循环中各个工序的运行时间进行调整和优化，使之更能适应由于昼夜交替或季节变化带来的水质或水量波动。因此在建造这种工艺构筑物的时候，除了总水力停留时间以外，其他的运行参数均未完全固定。

相关链接：污水生物处理——MSBR(CSBR)工艺

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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