摘要：采用内置式污泥浓缩池的SBR池，在不影响SBR操作的同时，进行污泥的浓缩，使污泥的沉淀与压缩时间由1～2 h延长至整个运行周期，因此排出的剩余污泥浓度由原来的0.6％～0.8％提高到 l.5％～2％，减少了排泥量和设施的占地面积。将该污泥回流至前端与原水混合时，由于污泥的吸附作用，提高了有机物的降解速率。本文通过工程实践，给出了内置式污泥浓缩池的设计步骤以及运行的一般方法。
关键词：污水处理 SBR反应器 污泥浓缩池 SBR法是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor）的简称，它的主体构筑物是SBR反应池，污水在该反应池中完成反应、沉淀、排水及排出剩余污泥等工序，使处理过程大大简化。
SBR艺是一种结构形式简单，运行方式灵活多变、空间上完全混合、时间上理想推流的污水生物处理方法。该工艺近年来在国内得到了广泛的应用，工艺设计方法已逐步成型，并根据我国的国情得到了进一步的完善和发展，本文拟就将污泥浓缩池置于SBR反应池内的设计和运行作一介绍。1 内置式浓缩池的设计 SBR反应池形式有圆形和矩形两种。圆形反应器有比较好的混合状态，但由于占地面积大和施工困难，多用于小规模的污水处理工程中；矩形反应器应用的较多，其长宽比一般为1：1～2，反应池内水深一般在4～6 m。污水自流入反应池开始到闲置时间结束为一个运行周期，沉淀工序中，活性污泥絮体静止或层流状态下进行重力沉淀。由于SBR池设有沉淀分离污泥的功能时段，且沉淀时混合液处于静止或层流状态，利于污泥历经沉淀、浓缩、压实阶段，为了减少污泥处理设施的数量与占地面积，提高污泥系统运行的灵活性，同时在SBR系统中提高脱氮除磷的效率，可将污泥浓缩池置于SBR池内。1.1 内置式浓缩池的设计步骤 ①根据所需处理的污水水质，计算每日BOD负荷F（kg／d）；
②假定适当的污泥负荷F／M一般为0.1～0.45 kg［BOD］5／（kg［MLSS］·d），从BOD5负荷 F计算出活性污泥量M（若以生物脱氮为目的时，污泥负荷选0.02－0.05 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d）；
③假定排水时适当的SVI（一般设为100－150mL／g），计算出沉淀时所需的污泥体积；
④确定SBR反应池的个数（或分格数），计算各池中的污泥体积；
⑤确定SBR的循环周期（根据出水要求，一般在1.8～12h），计算每池每周期所需处理污水的体积；
⑥确定SBR反应池的容积，其容积为第④、⑤步计算的污泥和污水体积之和；
⑦假定水深，计算每池面积及长、宽尺寸；
⑧根据SBR池面积和第⑤步所求得的污水体积，确定出池内的最低水位；
⑨计算每天由SBR池中排出的剩余污泥量；
⑩确定浓缩污泥浓度；
⑾确定内置式污泥浓缩池的尺寸，计算浓缩池贮泥区的断面，计算污泥流入区的断面，计算污泥流入断面面积。
1.2 计算实例
某污水，水量Q＝5000m3／d，原水水质如下：BOD5＝170mg／L，SS＝250mg／L，CODcr＝450mg／L。每日的BOD负荷为F＝Q·S0＝5000m3／d×170mg／L×10-3＝8500kg／d； 设定污泥负荷为Ns＝0.3 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），其活性污泥量为：
M＝MLSS／0.85 ＝ Q·S0／0.85 Ns＝8500／（0.85x×0.3）＝3.33 t。
设污泥的 SVI＝150 mL/g，则沉淀后污泥体积为：
V′m＝M×SVI＝3.33×150＝500m3
确定SBR为2组4池，周期为 6 h，则污泥体积为：
Vm＝V′m／n＝500／4＝125 m3
每池每周期处理的污水量：
Vw＝Q／（n·T）=5000／（4×4）=312.5 m3
SBR池的容积：
V=Vw十Vm＝125十312.5＝437.5 m3
确定SBR池的尺寸：
设池深 H′＝4m，
池面积A=437.5／4＝110 m2
设 L × B × H＝15m × 7.5m × 4 m= 450 m3
实际池面积A＝15 m×7.5 m＝112.5 m2
SBR池总高 H＝H′＋h（保护高度）
池内的最低水位
Hd＝H′－Vm／A＝4－312.5／（15 ×7.5）＝1.22 m
剩余污泥量：
当污泥负荷NS＝0.l－0.4 kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d）时，污泥产量为0.8－1.3 kg［污泥］／kg［SS］，取1.0。
当污泥负荷NS= 0.03－0.1kg［BOD5］／（kg［MLVSS·d时，污泥产量为：0.3－0.8kg［污泥］／kg ［SS］，取 0.75。
G′＝5 000 m3／d ×250 mg／L ×1.0 X 10-3＝1250 kg／d
每池每天的剩余污泥量
G＝G′／n＝1250／4＝312.5 kg／d
设浓缩后的污泥浓度为2.0％：
内置式污泥浓缩池的尺寸
设每池的排泥次数为2次.则每池每次排出量为：312.5／2＝156.25吨／次；
因浓缩后的污泥浓度为2.0%.则污泥体积为Vw1＝156.25／0.02＝7812 kg
设污泥密度近似等于1，且浓缩后的污泥高度为lm，则浓缩池贮泥区面积：
A′＝7.812／l＝7.81 m2
则污泥浓缩池的尺寸为：
L × B × H＝2.5m × 2.5m × 4 m= 450 m3
污泥浓缩池占SBR池的面积比率为：
7.81／（15 X7.5）＝6.9％
为便于施工，设计时将污泥浓缩池与SBR池采用等深的矩形混凝土结构池，为防止污泥在池底形成死角而厌氧，将池底浓缩泥斗设计边坡，角度45－600。为防止曝气区对浓缩池的影响，进泥口设为百叶窗，混合液经整流后进人浓缩池。百叶窗的底部不高于SBR反应池的最低泥位，其上部不高于SBR反应池的最高液位，入流面积可根据上述计算结果而得。
内置式污泥浓缩池的设计形式见图l、图2。 图1为内置式污泥浓缩池的平面形式，图二为污泥浓缩池的剖面。 2 浓缩池的运行 剩余污泥的排出一般是在SBR反应池整个运行周期的末期进行，浓缩后的污泥经由污泥提升泵或重力排出系统。当排泥时，浓缩池内液位下降，浓缩地外的污泥及混合液由于势能差而自动补充进入浓缩池。当进行下一周期的进水阶段时，SBR反应池内的液位不断上升，SBR反应池内由于工艺的要求进行搅拌或曝气使得混合液中的初始污泥浓度高于池内的平均浓度，此时，污泥随混合液进入污泥浓缩池，直至达到最高液位，污泥在此进行浓缩并作为剩余污泥在该周期中被排出系统。当SBR池内液位达到要求的水位后，由于污泥和水的密度差，浓缩池内的上清液与污泥不断进行置换，将污泥滞留在浓缩池中，当工艺有污泥回流的要求时，此种置换和污泥的流入则更为明显。
污泥进入浓缩池后，由于存在曝气池内混合液与污泥浓缩池上清液的不断置换，使得浓缩池内混合液的溶解氧浓度大于0.2 mg／L，此时，污泥中被嗜磷菌超量吸附的磷将不会由此而被大量释出。在SBR系统排泥工序时将污泥排出系统并及时脱水，即实现了生物除磷。
在浓缩池中的微生物籍助上清液中残存的基质进行呼吸，污泥逐渐处于饥饿状态，当浓缩池中呈缺氧状态的污泥进行回流并与入流混合时，微生物将大量吸附入流中的溶解态有机物和部分胶体与固体物质，有机物被吸附在细菌的表面，并在细菌胞外酶—水解酶的作用下，将污水中的复杂分子降解为可被微生物细胞同化的单元，使系统提高了可生化性，有利于系统的稳定运行。浓缩污泥回流时，由于浓缩池中污泥浓度较高，也有利于降低污泥回流的动力消耗，降低了运行费用。
污泥在浓缩池中的浓缩时间视工艺要求而定，在实际操作中，由于SBR池内污泥的絮凝沉淀性能较好，浓缩2 h即可达到2％的含固率。
经过啤酒、酿造、食品、喷漆、化工以及制药等行业十余项工程的运行，证明内置式污泥浓缩池的污泥浓缩效果较好，污泥浓度稳定，且污泥的脱水性能与通常采用的污泥浓缩池的污泥性能无明显差别。3 结语 内置式浓缩池污泥浓缩效果较好，浓缩后的污泥浓度约为1.5％－2.0％；浓缩池截面面积约占SBR池的 4％－8％，使该系统的构筑物数量减少，占地面积有所降低，提高了污泥系统操作的灵活性；污泥进行回流时，可节省动力；当污泥回流至SBR反应池的前端与原水混合时，由于吸附和水解的协同作用可提高系统的处理效率和出水的稳定性。
污水处理规模在20 000 m3/d以下，特别是工业废水处理工程中采用内置式污泥浓缩池，使SBR系统更具优越性。