水污染控制工程课程设计某城市污水处理厂工艺设计.doc

目 录第一章 概 述31.1 项目背景31.1.1项目名称31.1.2项目地点31.1.3项目范围41.2城市概况及自然条件41.2.1城市概况41.2.2自然条件51.3 排水现状61.4排水规划71.5 治理目标71.6 工程实施的重要性71.7 水质及水量的确定81.7.1污水厂设计进水水量81.7.2 污水厂设计进水水质81.7.3污水厂设计治理目标91.8编制原则91.8.1污水处理设计原则91.8.2污泥处理设计原则101.8.3设备选型原则10第二章 污水污泥处理方案论证102.1污水可生化处理的衡量指标102.2生物除磷脱氮工艺的必要性112.2.1工艺原理112.2.2 常见的几种工艺及其简述132.2.3 曝气和沉淀一体化活性污泥工艺152.4污泥处理方案论证212.4.1污泥处理的目的212.4.2污泥处理设计原则222.4.3污泥处理工艺选择222.4.4贮泥池设置的必要性222.5消毒工艺方案论证222.5.1消毒技术的选择232.5.2紫外线消毒技术的原理242.5.3紫外线消毒与传统加氯消毒的比较242.6除臭252.6.1 除臭的必要性252.6.2 臭气的产生和组成252.6.3 臭气脱臭方案介绍262.7主要构筑物和设备设计方案比选282.7.1沉砂池池型的选择282.7.2国产鼓风机与进口鼓风机技术比较28第三章 各污水处理构筑物工程设计293.1工程设计基础数据293.2 污水处理构筑物设计303.2.1粗格栅303.2.2进水泵房323.2.3细格栅(计算同粗格栅)323.2.4旋流沉砂池323.2.5 生物反应池33第四章 各污泥处理构筑物工程设计414.1污泥贮泥池414.2污泥浓缩脱水机房42第五章 污水处理厂平面设计及高程计算425.1污水处理厂厂址及总平面设计425.1.1污水处理厂厂址425.1.2总平面布置435.2高程设计445.2.1 高程设计原则445.2.2污水高程计算445.2.3污泥高程计算46第六章 相关技术的运用及工程对环境影响及缓解措施466.1 相关技术的发展及运用466.2 工程对环境影响及缓解措施476.2.1 工程建设对环境影响476.2.2环境影响的缓解措施48第七章 项目建成后的环境影响及对策497. 1污水处理厂对周围的环境影响497. 2对环境影响的对策50附录：设计中的参数50谢辞52 第一章 概 述1.1 项目背景 某城市是一个以电机制造，钢铁，纺织为主的新兴工业城市，该城市以后在重工业，轻工业多方面都会得到大力发展，东区人口会大大增加，成为一个综合型城市。鉴于经济和社会快速发展的客观需要，逐步完善该城区域现有城市基础设施，保护好拟开发的该区域的水环境，最终实现区域规划水域功能，经发展计划委员会批准，拟建污水处理厂一个。1.1.1项目名称某城市东区污水处理厂工程1.1.2项目地点 项目位于某城市，在中南地区，属丘陵地带，河流有南北，穿一铁路垮河而过。全城分东，西区，主要工业集中在东区，西区为商业区、生活区。根据该城市建设部门提供的设计资料。该城市以后在重工业，轻工业多方面都会得到大力发展，东区人口会大大增加，成为一个综合型城市。现在东区各工业企业生产、生活污水由各单位自行处理后排放河流, 没有完善的污水处理系统。西区也没有完整的污水处理系统，计划在三.五年内完成两区污水截流工作和污水处理厂建设。本项目拟建在该市东区。 1.1.3项目范围 项目范围: 本项目的服务范围为东区的运河以西地区，即运河西边，西起绕城高速公路，东至大运河，北起东区区与相城区的边界，南到开发分区。工程内容：建设某市东区污水处理厂，接纳、处理区内所有生产和生活污水，包括：污水的脱氮除磷处理、尾水消毒、污泥脱水处理，污水处理工艺采用活性污泥法，充分考虑近、规划实施的协调，按照高效、节能、省地、便于运行管理的原则，工程实施后污水、污泥得到妥善处理，达标排放。1.2城市概况及自然条件1.2.1城市概况1）城市性质 根据国务院颁布的该城市相关规划规定，该城市将发展成为一个工业城市。2）经济状况 某市位于我国经济发达地区，2000年，某市完成国内生产总值2000亿元，按可比价计算比上年增加10%，在我国大陆城市中名列前十；人均国内生产总值突破3500美元；财政收入达250亿元，位居省内第一。实际利用外资45亿美元；全社会固定资产投资额为800.00亿元。3）城市污水处理概况根据某市行政体制的划分，城市污水处理主要分为城市中心区、工业园区和东区区3个各自独立的系统。城市中心区规划污水处理规模32万m3/d，现有污水处理能力13.75万m3/d，在建污水处理能力6万m3/d；工业园区规划污水处理规模60万m3/d，现有污水处理能力10万m3/d；东区区规划污水处理规模66万m3/d，现有污水处理能力8万m3/d，在建污水处理能力4万m3/d。1.2.2自然条件1）地理位置：某市位于中南地区，市总面积8000km2，其中建成区面积1000km2。2）水系概况某市水系为太湖流域水系，主要水源来自上游西部山脉，以浙西的苕溪、湖西的荆溪和合溪等为主要的产水区，通过沿湖河道进入太湖，经太湖承转调蓄后，经望虞河、太浦河，排入长江和黄浦江出海。3） 某市水系水文条件见表1.1表1.1 某市水系水文条件-水位及水温年平均水位31m最高年平均水位39m1998年最低年平均水位28.08m1934年历史最高水位2.46m1998年历史最低水位0.0m1934年年平均水温19.42011年夏季平均水温262011年表1.2某市水系水文条件-流量年平均流量250m3/s2011年最大洪峰时流量1290m3/s1998年最小枯水日平均流量25m3/s1958年年平均流速0.8m2/s2011年4）某市气象见表1.21.4表1.2 某市气温表年平均气温172012年历史最高气温411992年历史最低气温-81958年表1.3 风向风速表年平均风速3.1m/s年最大风速24m/s1970年、1971年、1972年年最大风速等级8级1952年年平均风速等级2.7-3.4级常年主风向南风常年主风频率37%常年夏季主风向西南风常年夏季主风频率15%表1.4 降水量表年平均降水量1427mm年最大降水量1880mm（1957年）年最小降水量1123.4mm（1978年）5）地震情况根据1990年中国地震烈度区划图，某市城市所在地的地震基本烈度为6度。因此，某市城市一般建筑的抗震设防标准按6度考虑。1.3 排水现状 某市市现有的排水体制为分流制，目前，该区由于是新兴工业区，尚未形成完善的排水系统。现有企业中排水量大于300m3/d的工厂有多家，工业结构主要为机械制造、印染、棉纺及化工等。目前工业污水排放量已达4.0万m3/d。开发区内居民和商业产生的生活污水经化粪池简单处理后即排入附近河道。其余地区，如甲庄、乙渡、丙村等目前排水系统几乎是一片空白，生活污水大部分散排入附近河道，工业废水大多数未经过处理就直接排入河流；西区已经建成规模为0.5万m3/d的污水处理厂，但由于大部分污水管网没有同步建设，污水处理厂的能力和作用未能充分发挥此类种种，致使该区域河流、水系污染日趋严重。1.4排水规划现在某市东区各工业企业生产、生活污水由各单位自行处理后排放河流, 没有完善的污水处理系统。西区也没有完整的污水处理系统，污水管道未形成系统，只有部分零星的管道，污水均就近直接排入河道或雨水管渠。计划在三.五年内完成两区污水截流工作和污水处理厂建设。西区污水处理厂的预计设计规模为3万吨/天，东区建截流工程及污水厂，东区污水处理厂的预计设计规模为4万吨/天。1.5 治理目标本工程既是一项市政工程，又是一项环境保护工程。社会经济目标：经济建设与环境保护工程建设同步，污水处理厂规划工程的建设也应与整个地区的发展同步。作为城市重要基础设施, 本工程的建设对改善即墨市西部新经济区的水体环境质量、防止水污染、改善水源水质、提高人民健康水平、改善投资环境起到十分重要的作用，环境效益、社会效益、经济效益显著。工程目标：针对预测的污水水量和水质，选用先进、可靠、经济、有效的污水、污泥处理工艺，发挥更好的投资效益，在满足环境评价规定的出水水质要求的前提下，扩建成一座技术先进、处理成本低、运行可靠的污水处理厂，改善整个工业区内河道、水系的水环境。污水经污水厂处理后达一级B排放标准(CODcr60mg/ L，BOD520mg/ L ，SS20mg/ L，NH3-N15mg/ L，TN20mg/ L，TP1mg/ L)。1.6 工程实施的重要性工业方面，某市区正在不断加快技术改造和结构调整，正在抓投入上档次，上规模建设。某市已成为中国东部沿海重要的经济中心和港口城市。城市的大发展，对其基础设施提出了新的更高的要求，为了保障某市经济建设和社会发展，城市基础设施建设成了当务之急。其中城市排水是城市基础设施的重要组成部分，直接影响到城市的可持续发展。然而随着某市工业区社会经济的飞速发展，人口不断增多,用水量和排水量将逐年增加，排水基础设施和发展的矛盾突现。切实有效地保护水资源，可以使水资源得以持续利用，促进社会经济的可持续发展。污水处理可以改善水环境，缓解水资源的供需矛盾，为经济区的腾飞创造有利条件，故拟建某市东西区污水处理厂是十分必要和迫切的。某市东西污水处理厂及污水管网主要服务于工业及居民生活区，与工厂企业的发展和人民生活息息相关。按照某市污水系统工程规划，全区实行雨污分流制，生活污水及工业废水由污水管网收集后，集中进入污水处理厂达标处理。1.7 水质及水量的确定1.7.1污水厂设计进水水量根据“某市东区污水处理厂工程可行性研究”预测，污水处理厂处理流量为40000 m3/d，最高峰流量为54800m3/d。1.7.2 污水厂设计进水水质根据“某市东区污水处理厂工程可行性研究”预测，东区污水处理厂进水水质指标如表1.5所示：表1.5 进水水质表CODCr350mg/LBOD5200mg/LSS250mg/LTN45mg/LNH3-N30mg/LTP4mg/L1.7.3污水厂设计治理目标根据城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)，新建污水处理厂的出水水质应根据接纳水体的性质以及水体所能受纳的环境容量确定。东区污水处理厂的出水排入甲河后最终进入大运河，根据功能区规划要求，出水应执行城镇污水处理厂污染物排放标准的一级排放标准的B标准，具体指标如表1.6所示：表1.6 出水水质表CODCr60mg/LBOD520mg/LSS20mg/LTN20mg/LNH3-N15mg/LTP1mg/L1.8编制原则1.8.1污水处理设计原则（1）遵循国家关于环境保护的政策，法规、规范及标准；采取近、规划分期实施的原则，使工程建设与开发区发展相协调，保护环境，又最大程度地发挥工程效益；（2）围绕基础设施建设“社会效益是目的、环境效益是条件、经济效益是基础”原则，采用高效节能、占地小、便于运行管理的污水处理新工艺、新技术，确保污水处理效果，减少工程投资和日常运行费用；（3）选用效果稳定、费用低廉，无二次污染的尾水消毒工艺；（4）选择国内外先进、可靠、高效，运行管理方便，维修简便的排水专用设备；（5）采用现代化技术手段，实现科学自动化管理，力求技术可靠，经济合理；（6）在总平面布置上力求紧凑，根据厂区功能划分，并考虑运输、管理及扩建时对临近构筑物的影响等综合因素，管线设置合理。1.8.2污泥处理设计原则（1）根据污泥量和污泥性质，遵循环评原则，选择合适的处理工艺，妥善处置污水处理过程中产生的栅渣、垃圾、沉砂和污泥，避免二次污染；（2）为方便运行管理、设置回流污泥、剩余污泥的计量；（3）选用合适的浓缩、脱水设备，使排出的污泥含固率25%；（4）污泥处理工艺中充分考虑磷的释放问题，采取措施尽可能减少剩余污泥上清液的含磷量。1.8.3设备选型原则设备选型首先立足国内，选用高效、节能、可靠的系列产品和定型产品，对于国产质量不过关的和关键设备考虑从国外引进，需满足以下两点： （1）生产上适用所选购的设备应与本企业扩大生产规模或开发新产品等需求相适应。 （2）技术上先进在满足生产需要的前提下，要求其性能指标保持先进水平，以利提高产品质量和延长其技术寿命。第二章 污水污泥处理方案论证2.1污水可生化处理的衡量指标1.BOD5/CODBOD5和COD是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/COD值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般情况下，BOD5/COD值越大，说明污水可生物处理性越好，可参照表2.1中所列的数据来评价污水的可生物降解性能。表2.1污水可生化性评价参考数据BOD5/CODcr>0.450.30.450.20.3<0.2可生化性好较好较难不宜本工程污水处理厂进水水质BOD5/CODcr=0.57，属于易生物降解范畴。2.BOD5/TN该指标是鉴别能否采用生物脱氮的主要指标，由于反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，在不投加外来碳源条件下，污水中必须有足够的有机物（碳源），才能保证反硝化的顺利进行，一般认为，BOD5/TN>36，即可认为污水有足够的碳源供反硝化菌利用，本工程TN为50mg/L，BOD5/TN=4.44，属于碳源较充足污水。3.BOD5/TP该指标是鉴别能否采用生物除磷的主要指标，一般认为，较高的BOD5负荷可以取得较好的除磷效果，进行生物除磷的低限是BOD5/TP=20。一般低分子易降解的有机物诱导磷释放的能力较强，高分子难降解的有机物诱导磷释放的能力较弱。而磷释放得越充分，其摄取量也就越大，本工程BOD5/TP=5，适宜采用生物除磷工艺。根据以上分析，本工程可以采用生物法对污水进行脱氮除磷处理。2.2生物除磷脱氮工艺的必要性由规定的进水水质和出水水质可测算出各项污染物的去除率，如表2.2所示。表2.2 各项污染物的去除率 项目指标设计进水水质(mg/L)设计出水水质(mg/L)去除率(%)CODCr350£6082.9BOD5200£2090SS250£2092TN45£2055.6NH4-N30£1550TP4£175常规活性污泥法能满足COD、BOD5、SS的去除率，但对氮、磷的去除率是有一定限度的，仅从常规活性污泥法剩余污泥中排除氮、磷，其去除率约1025%，磷约1220%，达不到上述要求，因此必须对污水采用脱氮除磷工艺。2.2.1工艺原理1.生物脱氮原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌作用变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化与反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、泥龄、pH值以及反硝化碳源等。生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要在缺氧条件下进行，并且要有充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件：硝化阶段：足够的溶解氧，DO值2mg/L以上，合适的温度，最好20，不能低于10，足够长的污泥泥龄，合适的pH条件。反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值0.2mg/L左右，充足的碳源（能源），合适的pH条件。生物脱氮过程如下：2.生物除磷原理磷常以磷酸盐（H2PO4、HPO42和PO43）、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是利用聚磷菌一类的细菌，在厌氧状态，能释放磷，在好氧状态能从外部摄取磷，并将其以聚合形态贮藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。大量的试验观测资料已经完全证实，在生物除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷能力。磷的厌氧释放可以分为二部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内贮存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和贮存，内源损耗，pH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。在除磷（脱氮）系统的厌氧区中，含聚磷菌的回流污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和贮存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生的吸磷能力将随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2hr的厌氧后，磷的有效释放已甚微。在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，在有效释放过程中，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mg磷，好氧条件下可吸收2.02.4mg磷，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgP所产生的好氧吸磷能力将降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷系统中并非厌氧时间越长越好，同时，在运行管理中要尽量避免低pH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于pH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。一般情况下厌氧区的水力停留时间12hr即可满足要求2.2.2 常见的几种工艺及其简述生物脱氮除磷工艺，一般都包含独立的好氧区、缺氧区和厌氧区，以强化对污水中氨氮、硝酸盐和磷的去除。目前在国内使用较多的，无外乎A/A/O、UCT、MUCT、倒置A/A/O等几种工艺。简述如下。1、常规A/A/O工艺A/A/O工艺是一种典型的除磷脱氮工艺，其生物反应池由ANAEROBIC（厌氧）、ANOXIC（缺氧）和OXIC（好氧）三段组成，其典型工艺流程见图2.1，这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺，采用生物接触氧化法，生物接触氧化法是一种利用附着在池内填料上生物膜中的微生物的新陈代谢作用，在有氧条件下，将污水中有机物氧化降解成二氧化碳和水的生物处理工艺，该方法较活性污泥法具有对冲击负荷有较强的适应能力，污泥生成量少，不发生污泥膨胀，操作简便可靠，出水水质有保证等优点,且厌氧、缺氧和好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例和运转条件，只要碳源充足（TKN/COD0.08或BOD/TKN4）便可根据需要，达到比较高的脱氮率。但本工程TKN/COD=0.14且BOD/TKN=3，不大适合该方法。图2.1 A/A/O工艺流程图2、UCT工艺UCT工艺的流程见下图所示，该工艺与A/A/O工艺的区别在于，回流污泥首先进入缺氧段，而缺氧段部分出流混合液再回至厌氧段。通过这样的修正，可以避免因回流污泥中的NO3-N回流至厌氧段，干扰磷的厌氧释放，而降低磷的去除率。回流污泥带回的NO3-N将在缺氧段中被反硝化。当入流污水的BOD5/TKN或BOD5/TP较低时，较适用UCT工艺，见图2.2。该工程中BOD5/TP=37.5，该值较高，故不采用该工艺。3、MUCT工艺MUCT工艺的流程如下图所示。该工艺系在UCT工艺的基础上，将缺氧段一分为二，形成二套独立的内回流。因而，MUCT是UCT的改良工艺。进行这样的改良，与UCT相比有两个优点：一是克服UCT工艺不易控制缺氧段的停留时间，二是避免控制不当，DO仍会影响厌氧区，见图2.3。图2.2 UCT工艺流程图图2.3 MUCT工艺流程图4、倒置A/A/O工艺为避免传统A/A/O工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，通过吸收改良A/A/O工艺的优点，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和3050%的进水，50150%的混合液回流均进入缺氧段，停留时间为13h。回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。再根据不同进水水质，不同季节情况下，生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证，因此，本工艺与其他除磷脱氮工艺相比，具有明显优点。见图2.4。图2.4 多点进水倒置A/A/O工艺流程图上述脱氮除磷污水处理工艺普遍适用于新建的大中型污水处理厂，而根据该工程的处理水量而言，属于小型处理厂，通过研究，着重考虑以下方案。2.2.3 曝气和沉淀一体化活性污泥工艺近十几年来，传统的活性污泥法工艺又得到了很大的发展，如：SBR序批法、AB法、氧化沟、A/O法和A2/O技术以及水解-好氧技术等等。其中一类技术属于曝气和沉淀一体化活性污泥工艺。所谓曝气、沉淀一体化活性污泥工艺是指曝气和沉淀过程在同一反应器内完成的活性污泥工艺(简称一体化工艺)，比如SBR法、交替式氧化沟和UNITANK工艺等等。其中SBR法是通过时间上的安排，在一个池子内完成了进水、反应、沉淀和排水等一系列工艺过程，构成了一个周期。而交替式氧化沟是以多组反应器通过空间上的调配，完成反应和沉淀这一循环过程。这些工艺近年来在我国的应用日益广泛，并且是当前污水处理的热点之一。一般认为一体化工艺具有以下的特点 (1) 工艺简单，占地面积小、节省投资。由于只有一个反应器，不需二沉池、回流污泥及其设备，一般情况不设调节池，多数情况可省去初沉池； (2) 一体化工艺往往是变体积的活性污泥工艺，其基质和微生物浓度随时间变化，所以属于理想的推流状态，并可以保持反应基质的最大推动力； (3) 运行方式灵活，由于反应在一个反应器内进行，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧等不同状态，实现脱磷脱氮的目的； (4) 防止污泥膨胀，由于其存在较大的浓度梯度，有利于防止污泥膨胀； (5) 耐冲击负荷，处理能力强，一体化曝气池从时间上属于推流形式，但反应器本身属于完全混合1、SBR法1901年英国Ardern和Lockett在其试验成功的基础上在世界化学学报上首先发表了一篇重要的科研报告，介绍了在单一的反应器内将空气注入污水中，将其所产生的污泥进行循环并按间歇方式运行，就得到良好的污水净化效果， 从试验成果，诞生了活性污泥法。80年来活性污泥法一直处于污水生化处理的主导地位。但是由于当时的活性污泥法虽然处理效率很可观， 由于监控和检测技术的限制，SBR法未得到广泛应用。70年代起，由于西欧各国财政上的原因，政府对小城镇环保项目的投入减少， 迫使小城镇的环保事业着眼于低投资低能耗，同时由于程控技术，电子计算机技术的发展,一些水质仪表如溶氧测定仪，ORP计的开发应用，于是SBR法又得到了重视。日本、美国、澳大利亚、法国等国家开始了高层次重新研究间歇活性污泥法。被命名为序批式活式污泥法（Sequencing Batch Reactor简称SBR）。根据SBR工艺运行模式，其操作由进水、曝气反应、沉淀、排出和闲置5个基本过程，从进水至闲置间的工作时间为一个周期。在一个周期内的5个过程都在一个反应池内按程序完成，整个处理系统可以通过二个或二个以上的反应池进行组合交替完成。由于SBR工艺流程短，反应过程在一个池内按时间程序完成，所以在时间程序中进水阶段可以降低曝气强度使池内产生缺氧状态，而曝气阶段的时间可根据实际反应时间而定。通过时间顺序可以对缺氧、好氧的比例进行调整，使处理系统更适应水质的变化和达到期望的出水标准；通过时间程序可控制沉淀出水水质，根据活性污泥的实际沉淀时间使出水SS浓度更低。SBR工艺处理城市污水能获得较好的处理效果，其CODcr的去除率可达90%.以上；BOD5的去除率达95%以上；总氮去除率达70%以上；氨氮去除率达85%以上；总磷去除率达90%以上。SBR反应器能在较高的MLSS情况下运行并获得较稳定的处理效果，而且具有较强的耐冲击负荷能力,在城市污水处理中当进水浓度突然提高2.53倍时，大约34h后处理系统就可以达到稳定，出水水质可恢复到原来的水平。对于城市污水，采用周期8h,曝气时间4h的运转方式，可以得到满意的出水效果。CODcr和BOD5随时间的降解速度较快，而总氮随时间的降解速率较慢。若处理中仅考虑CODcr和BOD5的处理效果曝气时间可减少为2h,以达到节能的目的；若考虑氮和磷的去除，至少应当曝气4h.SBR法具有操作灵活，适应水质变化范围较大等特点，不仅适合于城市污水的处理，而且适合于不同的工业废水处理。正因为SBR法具有这种独特的优点，在污水处理领域显示出广阔的应用前景，并引起各国污水处理研究者和工程师的重视。SBR法虽然对于时间来说是一个理想的推流过程，但是就反应池本身的混合状态仍属于典型的完全混合式曝气反应池，而完全混合式比推流式曝气反应池耐冲击负荷能力强。另一方面SBR法在沉淀阶段属于静止沉淀，加之污泥沉降性能好，不需要污泥回流，反应池中MLSS浓度一般较高。因此SBR法研究的结果表明此法工艺简单、费用低、运行管理简单；同时不必设调节池，多数情况下可省去初沉池；SBR反应池生化反应能力强，处理效率高，运行方式灵活可靠，除磷脱氮效果好；池中污泥活性高，沉降性能好，能有效地防止污泥膨胀，耐冲击负荷能力强，工作稳定性好。这里许多优点正是连续流活性污泥法所无法克服的缺点。因此，国际上近年来对SBR法的研究随着污水治理标准的提高，越来越引起人们的重视。SBR法在理论上处理效果要比连续流活性污泥法稳定。 2、循环活性污泥法处理工艺1）工艺原理近年来发展起来的一种新的SBR工艺循环式活性污泥法，与其它传统的、普通的序批式活性污泥工艺相比，具有投资省，运行和维护费用低，占地面积小的特点。循环式活性污泥法工艺(Cyclic Activated Sludge Technology简称CAST法)，是间歇式活性污泥法的一种先进变型。与传统序批式SBR工艺不同，在循环式活性污泥法中结合有生物选择池，生物反应池分二个区域，容积较小的第一区作为生物选择池，第二区为主反应区。第一区和第二区在水力上是相通的。生物选择池呈缺氧-厌氧状态，在选择器中基质浓度梯度较大，污泥负荷较高，可有效避免污泥膨胀，提高系统运行的稳定性。另外，生物选择池的设置可以促进和强化系统的生物除磷效果而无需在系统中设置独立的厌氧搅拌阶段，系统即可具有良好的生物除磷功能。通过严格控制溶解氧浓度可以实现同步硝化反硝化，从而可以大大简化工艺过程，节省工程投资。循环式活性污泥法工艺是在一个或多个平行运行、且反应容积可变的池子中，完成生物降解和泥水分离过程。因此在该工艺中无需设置单独的二沉池。在这一系统中，活性污泥法按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行。在曝气阶段主要完成有机物生物降解过程，在非曝气阶段虽然也有部分生物反应，但主要是完成泥水分离过程。完成泥水分离后，利用滗水器排出每一操作循环中的处理出水。根据活性污泥实际增殖情况, 在每一处理循环的最后阶段（撇水阶段），通过剩余污泥泵排出剩余污泥。循环式活性污泥法工艺可以实现深度处理，以去除污水中的有机污染物（BOD5，COD），并通过同步硝化/反硝化过程可去除大量的氮，同时完成生物除磷过程，通常可去除70-90的磷。循环式活性污泥法工艺每一操作循环由下列四个阶段组成：进水 ； 曝气；沉淀；撇水；闲置 (视具体运行条件而定)。上述各个阶段组成一个循环，并不断重复。为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需要根据产生的污泥量排出相应的剩余污泥。排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行，排出的污泥浓度可达10g/l左右。生物选择池：在曝气池的前段设置生物选择池，这一特征是循环式活性污泥法工艺和其它间歇式活性污泥法工艺的重要区别之一。生物选择池的最基本功能是防止活性污泥膨胀。生物选择池对污水中的有机底物具有快速吸附及降解作用。选择器可以恒定容积也可以可变容积运行。选择器区域不曝气，维持缺氧-厌氧状态，污泥回流液中所含有的少量硝酸盐也可在此选择器中得以反硝化；在选择器中进行磷的释放，为后续主曝气区磷的过度吸收创造条件。主曝气区：在循环式活性污泥法工艺的主曝气区进行曝气供氧，主要完成有机物降解同时硝化/反硝化(simultaneous nitrification/denitrification) 过程。污泥回流/剩余污泥排除系统：在循环式活性污泥法池子的未端设有潜水泵，污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送污泥至选择器中(污泥回流量约为进水流量的20%左右)。安装在池子内的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。撇水装置：在池子的未端设有可升降的滗水器，以排出处理出水。撇水装置及其它操作过程均实行中央自动控制。滗水器的独特结构可以有效防止池子表面可能产生的浮渣进入滗水器而随出水排出，可进一步保证处理效果。在循环式活性污泥法工艺中，硝化和反硝化在曝气阶段同时进行(co-current or simultaneously)。运行时控制供氧强度以及曝气池中溶解氧浓度，使污泥絮体的外周能保证有一个好氧环境进行硝化，由于溶解氧浓度得到控制，氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高的硝酸盐浓度(梯度)则能较好地渗透到絮体的内部，因此在絮体内部能有效地进行反硝化作用。循环式活性污泥法工艺系统通过将活性污泥从主曝气区（好氧）回流到选择器（厌氧）以及系统间歇曝气的运行方式可以使活性污泥不断地经历好氧和厌氧的循环，这些反应条件将有利于聚磷菌在系统中的生长和累积。因此循环式活性污泥法工艺系统具有良好底生物除磷功能。生物除磷的效果很大程度上取决于进水中所含有的易降解基质的含量。大量采用循环式活性污泥法工艺的污水处理厂的运行结果表明，在不加任何化学药剂的条件下，生物除磷的除磷效果在90% 左右。如德国的新勃兰登污水厂采用循环式活性污泥法工艺，其进水BOD5浓度在315 mg/L，总磷浓度在13 mg/L左右，在不加任何化学药剂的条件下，其出水总磷浓度维持在0.35 mg/L左右。从中可以看出该工艺优异的生物除磷效果。2）主要特点1、良好的高效硝化和反硝化环境系统中不设缺氧混合阶段的条件下，高效地进行硝化和反硝化，从而达到深度去除氮的目的。该工艺中，硝化和反硝化在曝气阶段同时进行（co-current or simltaneousiy）。运行时控制供氧强度以及曝气池中的溶解氧浓度，是絮体的外围能保证有一个好氧环境进行硝化，由于溶解氧浓度得到控制，氧在污泥絮体内部的渗透传递作用受到限制，而较高的硝酸盐浓度（梯度）则能较好地渗透到絮体的内部。因此在絮体内部能有效地进行反硝化过程。另外，在曝气停止后的非曝气阶段中，沉淀污泥床中也存在有一定的反硝化作用。通过污泥回流，将部分硝酸盐氮带入设在池首的生物选择池中。因此，在选择器中也有部分反硝化功能。2、良好的生物除磷功能系统通过曝气和非曝气阶段使活性污泥不断地经过好氧和厌氧的循环，这些反应条件将有利于聚磷细菌在系统中的生长和累积。因此系统具有生物除磷的功能，生物除磷的效果很大程度上取决于进水中所含有的易降解基质的含量。选择器中活性污泥通过快速酶去除机理吸附和吸收大量易降解的溶解性基质，这些吸附和吸收的易降解基质可用于后续的生物除磷过程，对整个系统的生物除磷功能起着非常重要的作用。根据Goronszy等人的研究，当微生物体内吸附和吸收大量易降解物质而且处在氧化还原电位为100mV150mV的交替变化的环境中时，系统可具有良好的生物除磷功能。3、良好的污泥沉降性能一般地，在以4小时为操作循环的系统中，最大水深可在6.0米左右，在最大水深时池子中的混合液污泥浓度为3.54.0gMLSS/L，每一循环的进水量约占整个池子有效容积的30左右，最大撇水速率为30mm/min，固液分离时间一般为1hr，设计污泥沉降指数为140ml/g左右，实际污泥沉降指数一般低于80ml/g，反应池中的混合液污泥浓度在最大水位时与传统固定容积活性污泥法系统基本相等。在曝气结束后的沉降阶段中整个池子面积均可用于泥水分离；故其污泥通量大大地小于传统活性污泥法二沉池中的污泥通量，因此该工艺的泥水分离效果要优于传统活性污泥法。4、控制方式简单每一操作循环包括进水、曝气、沉淀、撇水和闲置等几个过程，在操作循环的曝气阶段（同时进水）完成生物降解过程，在非曝氧阶段完成泥水分离功能，排水装置系统移动式撇水堰，借此可将每一循环操作中所处理的废水经沉淀阶段后排除系统。循环式活性污泥法工艺技术简单、运行可靠灵活，已在各种规模的城市污水和工业废水处理中得到应用。如澳大利亚的Black Rock污水处理厂、Quakers Hill污水处理厂、美国的Blooming Prairie和Selden污水处理厂以及近期的德国Potsdam和Neubrandenburg污水处理厂、捷克的Znojmo和Prosnitz污水处理厂。中国引进该项技术已分别在北京、渭南、杭州等地建设有类似工艺的污水处理厂。循环式活性污泥法工艺的优点可以总结如下：1、工艺流程简单，布置紧凑，运行灵活，处理效果好。可在不增加大量投资的条件下，实现深度除磷脱氮的目的。2、工程投资低：无需初沉池及二沉池，而且循环式活性污泥法中总的反应池容积小，其生物处理部分的占地一般仅为连续流A/A/O工艺的5060%。工程一次性投资节省。3、工艺系统运行费用低。由于污泥回流比较低（通常为日平均流量的20，且无其它内回流系统）以及无需搅拌能耗，故节省大量能耗，另外通过成熟的自控系统严格控制溶解氧水平，故系统可最大程度地降低能耗和运行费用。所有的活性污泥在任何时间都处于一个反应池中，能保证有机物的降解、硝化等生物处理过