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1、校园生活污水处理PLC 电气控制系统设计一、校园生活污水处理电气控制系统设计任务书1. 校园生活污水处理工艺的技术要求SBR 废水处理技术是一种高效废水回用的处理技术，采用优势菌技术对校园生活污水进行处理， 经过处理后的中水可以用来浇灌绿地、花木、冲洗厕所及车辆等，从而达到节约水资源的目的。SBR 废水处理系统方案要充分考虑现实生活中校园生活区较为狭小的特点，力求达到设备体积小，性能稳定，工程投资少的目的。废水处理过程中环境温度对菌群代谢产生的作用直接影响废水处理效果，因此采用地埋式砖混结构处理池以降低温度对处理效果的影响。同时，SBR 废水处理技术工艺参数变化大，硬件设计选型与设备调试比较复
2、杂，采用先进的 PLC 控制技术可以提高 SBR 废水处理的效率，方便操作和使用。SBR 废水处理系统分别由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱以及水泵、罗茨风机、电动阀门和电磁阀等部分组成，在污水处理池、清水池、中水水箱中分别设置液位开关，用以检测水池与水箱中的水位。SBR 废水处理系统示意图如图 11-1 所示。水位电极上水电磁阀中水箱电动阀排空电磁阀水位电极水位电极纳入污水污水处理池清水池2# 清水泵中水空气1# 清水泵风机生物菌泥图 11-1SBR 废水处理系统示意图污水处理的第一阶段：当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀会自动开起纳入污水。当污水池纳入的污水至正常高水位时，
3、电动阀自动关闭，污水池中污水呈微氧和厌氧状态。污水处理的第二阶段：采用能降解大分子污染物的曝气法，可使污水脱色、除臭、平衡菌群的pH 值并对污染物进行高效除污，即好氧处理过程。整个好氧（曝气）时间一般需要 68h。在曝气管路上安装了排空电磁阀，当电动阀门自动关闭后，排空电磁阀开起，罗茨风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，污水池开始曝气。当曝气处理结束后，排空电磁阀再次开起，罗茨风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭。曝气风机在无负荷条件下起动和停止，能起到保护电动机和风机的11作用。经过 0.5h 的水质沉淀，PLC 下达起动 1#清水泵指令，将沉淀后的水泵入到清水池。当清水池中的水位升至正常
4、高水位时，1#清水泵自动停止运行。这时 2#清水泵自动起动向中水箱泵水，当水箱内达到正常高水位时，2#清水泵自动停止运行，这时中水箱内的水全部完成处理过程。如上所示，当中水箱内水位降至低水位时，2#清水泵又自动起动向中水箱泵水。当污水池中的水位降至低水位时，电动阀门会自动打开继续向污水池纳入污水。如此循环往复。SBR 废水处理技术针对污水水质不同选用生物菌群不同，工艺要求要求有所不同，电气控制系统应有参数可修正功能，以满足废水处理的要求。2. SBR 废水处理系统动力设备SBR 废水处理系统中所使用的动力设备（水泵、罗茨风机、电动阀），均采用三相交流异步电动机，电动机和电磁阀（AC220V 选
5、配）选配防水防潮型。1#清水泵：立式离心泵 LS50-10-A，扬程 10m，流量 29m3/h，1kW。2#清水泵：立式离心泵 LS40-32.1，扬程 30m，流量 16m3/h，3kW。曝气罗茨风机：TSA-40，0.7m3/min，1.1kW。电动阀：阀体 D97A1X5-10ZB-125mm，电动装置 LQ20-1，AC380V，60W。3. SBR 废水处理电气控制系统设计要求1) 控制装置选用PLC 作为系统的控制核心，根据工艺要求合理选配 PLC 机型和I/O 接口。2) 可执行手动/自动两种方式，应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。3) 电动阀上驱动电动机为正、反转双向
6、运行，因此要在PLC 控制回路加互锁功能。4) PLC 的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。5) 为了设备安全运行，考虑必要的保护措施，入如电动机过热保护、控制系统短路保护等。6) 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC 硬件电路，编制PLC 的 I/O 接口功能表。7) 选择电器元件、编制元器件目录表。8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。9) 采用梯形图或指令表编制PLC 控制程序。二、SBR 废水处理电气控制系统总体设计过程1. 总体方案说明1) SBR 废水处理系统控制对象电动机均由交流接触器完成起、停控制，电动阀电动机要采用正、反转控制。
7、2) 污水池、清水池、中水水箱水位检测开关，在选型时考虑抗干扰性能，选用电极考虑耐腐蚀性。3) 电动阀上驱动电动机，其内部设有过载保护开关，为常闭触点，作为电动阀过载保护信号，PLC 控制电路考虑该信号逻辑关系。4) 1#清水泵、2#清水泵、罗茨风机电动机、电动阀电动机分别采用热继电器实现过载保护，其热继电器的常开触点通过中间继电器转换后，作为PLC 的输入信号，用以完成各个电动机系统的过载保护。5) 罗茨风机的控制要求在无负载条件下起动或停机，需要在曝气管路上设置排空电磁阀。6) 主电路用断路器，各负载回路和控制回路以及PLC 控制回路采用熔断器，实现短路保护。7) 电控箱设置在控制室内。控
8、制面板与电控箱内的电器板用 BVR 型铜导线连接，电控箱与执行装置之间采用端子板连接。8) PLC 选用继电器输出型。9) PLC 自身配有 24V 直流电源，外接负载时考虑其供电容量。PLC 接地端采用第三种接地方式， 提高抗干扰能力。2. SBR 废水处理电气控制原理图设计(1) 主电路设计 SBR 废水处理电气控制系统主电路如图 11-2 所示。FU 1FU 3FU 4U F56FU 2U FM1 KM2 KNL 5 L 6FR 1M3 KFR 2M KFR 34K3333FR 4M 1M 2M 3M 4阀门电动机Q FRS T NM 51# 泵（ 污水） 2 泵（ 清水） 风机图 11
9、-2SBR 废水处理电气控制系统主电路1) 主回路中交流接触器 KM1、KM2、KM3 分别控制 1#清水泵 M1、2#清水泵 M2、曝气风机M3；交流接触器 KM4、KM5 控制电动阀电动机 M4，通过正、反转完成开起阀门和关闭阀门的功能。2) 电动机 M1、M2、M3、M4 由热继电器 FR1、FR2、FR3、FR4 实现过载保护。电动阀电动机 M4 控制器内还装有常闭热保护开关，对阀门电动机 M4 实现双重保护。3) QF 为电源总开关，既可完成主电路的短路保护，又起到分断三相交流电源的作用，使用和维修方便。4) 熔断器 FU1、FU2、FU3、FU4 分别实现各负载回路的短路保护。FU
10、5、FU6 分别完成交流控制回路和 PLC 控制回路的短路保护。(2) 交流控制电路设计 SBR 废水处理系统交流控制电路如图 11-3 所示。L 5220V NK M 1-1K M 2-1K M 3-1H L 1 H L 2 H L 3H L 4电源指示1# 泵提示(潜水)TC2# 泵提示(清 水)220隔离变压器1:1K A 2-1Y A 1罗茨风机NLK A 2-2K A 3-1 FR 1H L 5 Y A 2上水电磁阀上水阀指示排空电磁阀+24VD C PL CC O MFR 2FR 3FR 4K A 1注:电动机过载保护表示采用第三种接地方式。图 11-3SBR 废水处理系统交流控制
11、电路1) 控制电路有电源指示HL。PLC 供电回路采用隔离变压器 TC，以防止电源干扰。2) 隔离变压器TC 的选用根据 PLC 耗电量配置，可以配置标准型、变比 1：1、容量 100VA 隔离变压器。3) 1#清水泵 M1、2#清水泵 M2、曝气风机 M3 分别有运行指示灯HL1、HL2、HL3，由 KM1、KM2、KM3 接触器常开辅助触点控制。4) 4 台电动机M1、M2、M3、M4 的过载保护，分别由 4 个热继电器FR1、FR2、FR3、FR4 实现，将其常闭触点并联后与中间继电器 KA1 连接构成过载保护信号， KA1 还起到电压转换的作用， 将 220V 交流信号转换成直流 24
12、V 信号送入 PLC 完成过载保护控制功能。5) 上水电磁阀 YA1 和指示灯 HL1、排空电磁阀 YA2，分别由中间继电器 KA2 和 KA3 触点控制。(3) 主要参数计算1) 断路器 QF 脱扣电流。断路器为供电系统电源开关，其主回路控制对象为电感性负载交流电动机，断路器过电流脱扣值按电动机起动电流的 1.7 倍整定。SBR 废水处理系统有 3kW 负载电动机一台，起动电流较大，其余三台为 1.1kW 以下，起动电流较小，而且工艺要求 4 台电动机单独起动运行，因此可根据 3kW 电动机选择自动开关 QF 脱扣电流 I：QFI1.7IQF=1.76A10.2A10A，选用 INQF10A
13、 的断路器。2) 熔断器FU 熔体额定电流 I。以曝气风机为例，I2I 22.5A5A，选用 5A 的熔体。FUFUN其余熔体额定电流的选择，按上述方法选配。控制回路熔体额定电流选用 2A。3) 热继电器的选择请参考有关技术手册，自行计算参数。(4) PLC 控制电路设计 包括PLC 硬件结构配置及 PLC 控制原理电路设计。请各位同学设计 PLC 电气控制系统！3. SBR 废水处理系统电气工艺设计按设计要求设计绘制电气装置总体配置图、电器板电器元器件平面图、控制面板电器平面图及相关电气接线图。1) 先根据控制系统要求和电气设备的结构，确定电器元器件的总体布局以及电控箱内装配板与控制面板上应
14、安装的电器元件。本系统除电控箱外，在污水处理设备现场设计安装的电器元件和动 力设备有：电磁阀、水位开关、电动机、电动阀（含阀位控制器）等。电控箱内电器板上安装的电 器元件有：断路器、熔断器、隔离变压器、PLC、接触器、中间继电器、热继电器和端子板等。在 控制面板上设计安装的电器元件有：控制按钮、旋钮开关、各色指示灯等。2) 依据用户要求满足操作方便、美观大方、布局均匀对称等设计原则，绘制电控箱电器板元件布置图、电器面板元件布置图、电气接线图等，如图11-7图 11-8 所示。进出引线采用接线端子板连接，接线图略。3) 依据电器元件布置图及电器元器件的外形尺寸、安装尺寸，绘制电器板（绝缘板、镀锌
15、铁板或架）、控制面板（有机玻璃板、铝板或铁板等）、垫板（有机械强度的绝缘板或镀锌板）等零部件 加工图。图中应注明外形尺寸、安装孔径、定位尺寸与公差、板材厚度以及加工要求等。本设计所 涉及的钣金加工技术图从略。Q FFU 1FU 2FU 3FU 4线槽O U TU5 FU6 FA1A2A3KKKTCPLCIR线槽槽线槽线K M 1K M 2K M 3K M 4FR 1FR 2FR 3FR 4线槽JD O -端子板H L 1H L 13H L 14H L 6H L 7H L 9H L 11H L 4H L 8H L 10H L 12H L 5SB 3H L 2H L 3SB 8SB 4SB 5SB
16、 6SB 7SB 1SB 24) 依据电器安装板、控制面板尺寸设计电控箱，绘制电控箱安装图。本设计从略。至此，基本完成了 SBR 废水处理系统要求的电气控制原理设计和工艺设计任务。图 11-7电控箱电器板元件布置图图 11-8电控箱电器面板元件布置图4. 编写设计说明书、使用说明书和项目设计小结1) 依据原理设计的过程，编写设计说明书，说明书包括如下主要内容： 总体设计方案的选择说明。 原理电路的设计说明，各控制要求如何实现。 电气系统中主要参数的计算，主要元件的选择及说明，编制元件明细表。 附上原理图及规定完成的工艺图。2) 依据原理设计图及控制要求编写使用说明书，说明书包括如下主要内容：
17、本设备的实际用途、功能特点。 系统工作原理简介。 使用与维护注意事项。5. 设计用参考资料 工厂电气控制设备 电气控制与可编程序控制器 电气工程手册 三菱微型可编程序控制器手册 工厂常用电气设备手册 其他有关产品使用手册SBR 污水处理法参考资料SBR 是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process ）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不 同，SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动
18、态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR 技术的核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR 工艺这些特殊性使其具有以下优点：1、 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2、 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3、 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5、 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6、 反应池内存在 DO、BOD5
19、浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。7、 SBR 法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8、 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 9、 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。 SBR 系统的适用范围 由于上述技术特点，SBR 系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR 系统更适合以下情况： 1） 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2） 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和
20、港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3） 水资源紧缺的地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。4） 用地紧张的地方。 5） 对已建连续流污水处理厂的改造等。 6） 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 SBR 设计要点、主要参数 SBR 设计要点 1、运行周期（T）的确定 SBR 的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质 及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，
21、充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取 14h.反应时间（tR）是确定 SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在 28h.沉淀排水时间（tS+D）一般按 24h 设计。闲置时间（tE）一般按 2h 设计。一个周期所需时间 tCtR tStD 周期数 n24tC2、反应池容积的计算假设每个系列的污水量为 q，则在每个周期进入
22、各反应池的污水量为q/n？N.各反应池的容积为：V：各反应池的容量 1/m：排出比 n：周期数（周期/d）N：每一系列的反应池数量 q： 每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）3、曝气系统序批式活性污泥法中， 曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水 BOD 为 0.51.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为 1.52.5kgO2/kgBOD.在序批式活性污泥法中， 由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的 搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般
23、选射 流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。4、排水系统上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排 出。为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。在上清液排出装置中，应设 有防浮渣流出的机构。序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上 清液，并且具备以下的特征：1） 应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）2） 为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）3） 排水及停止排水的动作应平稳进行，
24、动作准确，持久可靠。（可靠性）排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同， 有浮子式、机械式和不作升降的固定式。5、排泥设备设计污泥干固体量=设计污水量设计进水SS 浓度污泥产率1000 在高负荷运行（0.10.4 kg-BOD/kg-ss？d）时污泥产量以每流入1 kgSS产生 1 kg 计算，在低负荷运行（0.030.1 kg-BOD/kg-ss？d）时以每流入 1 kgSS 产生 0.75 kg 计算。在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得 23%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。 SBR 设计主要参数 序批式活性污泥法的设计参数，
25、必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等）适当的确定。 用于设施设计的设计参数应以下值为准： 项 目 参 数 BOD-SS 负荷（kg-BOD/kg-ss？d） 0.030.4 MLSS（mg/l） 15005000 排出比（1/m） 1/21/6 安全高度 （cm）（活性污泥界面以上的最小水深） 50 以上 序批式活性污泥法是一种根据有机负荷的不同而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）的范围内都可以运行的方法。序批 式活性污泥法的 BOD-SS 负荷，由于将曝气时间作为反应时间来考虑，定义公式如下： QS：污水进水量（m3/d） CS：进水
26、的平均 BOD5（mg/l） CA：曝气池内混合液平均 MLSS 浓度（mg/l）V：曝气池容积 e：曝气时间比 e=n？TA/24 n：周期数 TA：一个周期的曝气时间序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来决定，此外， 在序批式活性污泥法中，因池内容易保持较好的 MLSS 浓度，所以通过 MLSS 浓度的变化，也可调节有机物负荷。进一步说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可调节有机物负荷。 在脱氮和脱硫为对象时，除了有机物负荷之外，还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研 究。在用地面积受限制的设施中，适宜于高负荷运行，进水流量
27、小负荷变化大的小规模设施中， 最好是低负荷运行。因此，有效的方式是在投产初期按低负荷运行，而随着水量的增加，也可按高 负荷运行。不同负荷条件下的特征有机物负荷条件（进水条件） 高负荷运行 低负荷运行间歇进水 间歇进水、连续运行条件 BOD-SS 负荷（kg-BOD/kg-ss？d） 0.10.4 0.030.1 周期数 大（3 4） 小（23）排出比 大 小处理特性 有机物去除 处理水 BOD20mg/l 去除率比较高脱氮 较低 高脱磷 高 较低污泥产量 多 少维护管理 抗负荷变化性能比低负荷差 对负荷变化的适应性强， 运行的灵活性强用地面积 反应池容积小，省地 反应池容积较大适用范围 能有效
28、地处理中等规模以上的污水，适用于处理规模约为 2000m3/d 以上的设施 适用于小型污水处理厂，处理规模约为2000m3/d 以下，适用于不需要脱氮的设施SBR 设计需特别注意的问题（一）主要设施与设备1、设施的组成本法原则上不设初次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂的主要原因是设施较简单和维护管理较为集中为适应流量的变化，反应池的容积应留有余量或采用设定运行周期等 方法。但是，对于游览地等流量变化很大的场合，应根据维护管理和经济条件，研究流量调节池的 设置。2、反应池反应池的形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地很少。形状以矩形为准，池宽与池长之比大约为 1：11：2，水深 46 米。反应池
29、水深过深，基于以下理由是不经济的：如果反应池的水深大，排出水的深度相应增大，则固液分离所需的沉淀时间就会增加。专用的上清液排出装置受到结构上的限制，上清液排出水的深度不能过深。反应池水深过浅， 基于以下理由是不希望的：在排水期间，由于受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排 出的深度不能过深。与其他相同 BOD-SS 负荷的处理方式相比，其优点是用地面积较少。反应池的数量，考虑清洗和检修等情况，原则上设 2 个以上。在规模较小或投产初期污水量较小时， 也可建一个池。3、排水装置排水系统是 SBR 处理工艺设计的重要内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败的关键部分。目前，国内外报道的
30、SBR 排水装置大致可归纳为以下几种：潜水泵单点或多点排水。这种方式电耗大且容易吸出沉淀污泥；池端（侧）多点固定阀门 排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水容易带泥；专用设备滗水器。滗水器是是一种 能随水位变化而调节的出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防止浮渣进入。理想的排水装置 应满足以下几个条件：单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；集水口随水 位下降，排水期间始终保持反应当中的静止沉淀状态；排水设备坚固耐用且排水量可无级调控， 自动化程度高。在设定一个周期的排水时间时，必须注意以下项目：上清液排出装置的溢流负荷确定需要的设备数量；活性污泥界面上的最小水深主要是为了
31、防止污泥上 浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小；随着上清液排出装置的溢流负荷的增加，单位时间的处理水排出量增大，可缩短排水时间，相应的后续处理构筑物容量 须扩大； 在排水期，沉淀的活性污泥上浮是发生在排水即将结束的时候，从沉淀工序的中期就开始排水符合 SBR 法的运行原理。SBR 工艺的需氧与供氧SBR 工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而 SBR 反应池是时间意义上的推流。由于 SBR 工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到
32、可能是间断的，供氧速率决 定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶 解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率 的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR 反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。SBR 反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些。 SBR 工艺排出比（1/m）的选择SBR 工艺排出比（1/m）的大小决定了 SBR 工艺反应初期有机物浓度的高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。根据微生
33、物降解有机物的规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝 气时间可以减少。但是，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧与耗氧的矛盾可能更大。此外， 不同的废水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选用较小的排出 比，反之则宜采用较大的排出比。排出比的选择还与设计选用的污泥负荷率、混合液污泥浓度等有 关。SBR 反应池混合液污泥浓度根据活性污泥法的基本原理，混合液污泥浓度的大小决定 了生化反应器容积的大小。SBR 工艺也同样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短， SBR 反应池池容就小，反之SBR 反应池池容则大。但是，当混合液污泥浓度高时，生化反应初期耗氧速
34、率增大，供氧与耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥浓度的大小还决定了沉淀时间。污泥 浓度高需要的沉淀时间长，反之则短。当污泥的沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率 高，可以选用较大的数值，反之则宜选用较小的数值。SBR 工艺混合液污泥浓度的选择应综合多方面的因素来考虑。关于污泥负荷率的选择污泥负荷率是影响曝气反应时间的主要参数，污 泥负荷率的大小关系到 SBR 反应池最终出水有机物浓度的高低。当要求的出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选用低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率随着增大。污泥负荷率的选择应根据废 水的可生化性以及要求的出水水质来确定。SBR 工艺与调节、水解酸化工艺的结合S
35、BR 工艺采用间歇进水、间歇排水，SBR 反应池有一定的调节功能，可以在一定程度上起到均衡水质、水量的作用。通过供气系统、搅拌系统的设计，自动控制方式的设计，闲置期时间的选择，可以将 SBR 工艺与调节、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节约投资与运行管理费用。在进水 期采用水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀的关闭采用液位控制，根据水解酸化需要的时间确定开始 曝气时刻，将调节、水解酸化工艺与SBR 工艺有机的结合在一起。反应池进水开始作为闲置期的结束则可以使整个系统能正常运行。具体操作方式如下所述：进水开始既为闲置结束，通过上一 组 SBR 池进水结束时间来控制；进水结束通过液位控制，整
36、个进水时间可能是变化的。水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包括进水期，这段时间可以根据水量的变化情况与需要的水解 酸化时间来确定，不小于在最小流量下充满SBR 反应池所需的时间。 曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可根据计算得出。沉淀时间根据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定， 它的开始即为曝气反应的结束。排水时间由滗水器的性能决定，滗水结束可以通过液位控制。闲置 期的时间选择是调节、水解酸化及SBR 工艺结合好坏的关键。闲置时间的长短应根据废水的变化情况来确定，实际运行中，闲置时间经常变动。通过闲置期间的调整，将 SBR 反应池的进水合理安排， 使整个系统能正常运转，避免整个运
37、行过程的紊乱。SBR 调试程序及注意事项（一） 活性污泥的培养驯化SBR 反应池去除有机物的机理与普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群体降解污水中的有机物。活性污泥处理系统在正式投产之前的首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥的培养驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同步法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其他污水处理厂的剩余污泥，再进行适当的培驯。培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要的营养物。对于城市污水，其中的菌种和营养都具备，可以直接进行培养。对于工业废水，由于其中缺乏专性菌种和足够的营养，因此在投产时除用一般的菌种和所需要营养培养足够
38、的活性污泥外，还应对所培养的活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐渐形成具有代谢特定工业废水的酶系统，具有某种专性。（二） 试运行活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行的目的使确定最佳的运行条件。在活性污泥 系统的运行中，影响因素很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水的营养情况等。活性污泥 法要求在曝气池内保持适宜的营养物与微生物的比值，供给所需要的氧，使微生物很好的和有机物 相接触，全体均匀的保持适当的接触时间。 对 SBR 处理工艺而言，运行周期的确定还与沉淀、排水排泥时间及闲置时间有关，还和处理工艺中所设计的SBR 反应器数量有关。运行周期的确定除了要保证处理过程中运行的稳定
39、性和处理效果外，还要保证每个池充水的顺序连续性，即合理的运行 周期应满足运行过程中避免两个或两个以上的池子同时进水或第一个池子和最后一个池子进水脱节 的现象。同时通过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不同的反应测试，确定最佳的运行模式， 达到最佳的出水水质、最经济的运行方式。（三） 污泥沉降性能的控制活性污泥的良好沉降性能是保证活性污泥处理系统正常运行的前提条件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR 的反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥的压密性差，上层清液的排除就受到限制，水泥比下降，导致每个运 行周期处理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，则出水中的悬浮固体（SS）含量将升高，COD 上升，导致
40、处理出水水质的下降。导致污泥沉降性能恶化的原因是多方面的，但都表现在污泥容 积指数（SVI）的升高。SBR 工艺中由于反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存的生态环境中，丝状菌一般是不容易繁殖的，因而发生污泥丝状菌膨胀的可能性是非常低的。SBR 较容易出现高粘性膨胀问题。这可能是由于SBR 法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之许多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收， 在很短的时间内，混合液中的基质浓度可降至很低的水平，从污水处理的角度看，已经达到了处理 效果，但这仅仅是一种相的转移，混合液中基质的浓度的降低仅是一种表面现象。可以认为，在污 水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增长，就要求系统中有一定数量的有机基质的积累，在胞 外形成多糖聚合物（否则菌胶团不增长甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程 中往往会因充水时间或曝气方式选择的不适当或操作不当而使基质的积累过量，致使发生污泥的高 粘性膨胀。污染物在混合液内的积累是逐步的，在一个周期内一般难以马上表现出来，需通过 观察各运行周期间的污泥沉降性能的变化才能体现出来。为使污泥具有良好的沉降性能，应注意每 个运行周期内污泥的 SVI 变化趋势，及时调整运行方式以确保良好的处理效果。