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IBR污水处理工艺

来源:环保水处理设备技术网 发布时间:2019-08-30 15:41人气:

一、IBR污水处理工艺简介
   IBR连续流间歇式生化处理一体化工艺,是集厌氧、缺氧、好氧反应、悬浮澄清及斜管沉淀于一体的连续进水、连续出水的周期循环活性污泥法,它同时兼具按空间分割的连续流活性污泥法以及按时间分割的间歇性活性污泥法的优点。
二、IBR工艺流程简介
   IBR(连续流一体化间歇曝气生物反应器)在结构上分为三个基本功能区:生化反应区、三相分离区、沉淀区。反应器构造详如图所示。
   IBR反应器中间为曝气反应区,两边为沉淀区。通过三相分离区的引入,将反应区和沉淀区有机联系在一起,为反应器变模式运行过程中固液气的三相分离提供了保证。IBR从反应池顶部中心进水,经过反应区生化处理后,形成活性污泥/水/气的三项混合液,混合液由导流缝进入三相分离区进行污泥、水、气的分离。气泡通过三相分离器上部气孔升流至反应区;水和部分污泥进入沉淀区,通过斜管完成泥水分离,上清液经集水堰出流。IBR沉淀区下沉污泥通过三相分离器自滑回流至反应区下部,实现污泥 100%无动力回流。剩余污泥通过反应器底部的排泥管定期排放。
(1)反应区
    一般采用圆形或方形池型,位于反应器的中间。采用恒水位间歇曝气方式形成曝气、搅拌与静沉三个阶段,营造好氧、缺氧与厌氧生化环境而脱氮除磷。
(2)三相分离区
    反应区的混合液通过三相分离器下部的导流缝流向三相分离区。在该区内,混合液中的气泡上升之后,从上部气孔回流到反应区;混合液中的大部分污泥在区内被分离,向下滑落至反应区,小部分的泥再通过向上的导流缝进入沉淀区,进行泥水分离。当混合液流经三相分离区时,首先流动方向发生改变,由于三相分离器组件的阻力以及液流本身的内摩擦力混合液的能量迅速降低其竖直方向上的上升流速就极大地被削弱,保证了沉淀区的水流稳定,有利于泥水分离。
(3)沉淀区
    经三相分离区过来的一部分混合液在沉淀区进行泥水分离,经过斜管沉淀进一步的消能,处理后的水经沉淀区上部的清水区出水堰溢流出反应器,比重较大的污泥沿着三相分离器导流缝回流至反应区。清水区能够分割固液分离工作区与出水区域,使固液分离工作区的分离过程不受出水水流影响。
(4)曝气方式.
    IBR 采用射流曝气供氧。曝气机垂直安装于反应区,吸入的空气与加压水充分混合后高速向下喷射,冲至反应区底板后,由于气水混合液比重小而迅速向上升流。水流上升而形成了垂直方向上的混合。由于射流器产生的是μm级的微气泡,因此反应区内氧转移效率较高。
(5)控制方式
    系统的运行采用可调节方式,通过PLC可编程序控制器进行信号控制,使IBR自动运行。设置温度、pH、溶解氧等测定仪器等,反馈微生物活动状态和水力状态,控制射流曝气器和搅拌器的启停,优化运行工艺设备,从而实现IBR的节能运行。
三、IBR去污原理
1、COD去除原理
   IBR的生化反应分为曝气、搅拌和静沉三个阶段。污水从反应区上部连续进入,在下部三相分离器内实现气固分离后进入沉淀区。
好氧阶段在曝气作用下,污水与反应区内的混合液迅速混合,污水中呈悬浮和胶体状态的有机物被活性污泥所吸附,出现初期的快速降解,这些被吸附的COD随后被生物降解。随后有机物被好氧分解,COD 大幅下降;搅拌阶段停止曝气,连续进水中的碳源作为内部碳源,反硝化菌利用此碳源与曝气阶段剩余的碳源作为反硝化碳源,并为电子供体提供能量使之氧化稳定,由此去除部分COD;静沉阶段聚磷菌在释放磷的过程中,主要是利用搅拌阶段残留下来的部分碳源。反应器底部的混合液中积存的难降解COD被迅速降解。
2、脱氮机理
   IBR工艺脱氮主要有两种形式:同化作用和传统生物脱氮方式。在曝气阶段,进行的是硝化反应,包括氨化、亚硝化、硝化三个过程。污水中有机氮化合物被氨化细菌转化为氨氮,从曝气开始一段时间后硝化才缓慢开始,此时,溶液中NH4+-N的浓度降低,NOx-N浓度逐渐增加,到好氧结束时,溶液中NH4+-N的浓度接近零,而NOx-N浓度达到最大。
在搅拌阶段,停止曝气使得反应器内形成缺氧环境,反硝化菌将残留NOx-N还原成为氮氧化物或N2,从废水中脱除。
3、除磷机理
   IBR中磷的去除包括两部分:一部分磷作为微生物正常生长所必需的元素用于微生物菌体的合成,并以剩余污泥的形式排出。另一部分利用聚磷菌的超量吸磷,并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内,形成高磷污泥,通过排除剩余污泥实现磷的去除。聚磷菌厌氧释磷是超量吸磷的前提条件,释放磷的过程主要发生在静沉阶段。在曝气阶段,混合液中聚磷菌活力得到恢复,聚磷菌以氧为电子受体,利用静沉阶段储存在胞内的PHB作为碳源及能源进行正常的好氧代谢,同时产生大量的ATP,从而将厌氧段的释放的磷全部吸收,合成新的贮磷菌细胞,产生富磷污泥,使污水中的磷得以去除。

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