(沈阳化工学院环境与生物工程学院,沈阳110142)摘要对SBR系统静压式滗水器进行了研究,与传统SBR系统常用的滗水器进行比较,研究结果表明,该滗水器具有运行稳定、滗水负荷大、能耗低、自动化程度高、造价及维修费用低等特点,减少机械设备,结构简单,便于与SBR系统的控制方式相结合,具有实际应用价值。关键词SBR静压式滗水器中图分类号X505文献标识码A文章编号100829241 (2006) 0320127203Design and applica tion of sta tic wa ter decanter in SBR systemXue JunZhang YangZhang Dong(College of Environment and Biological Engineering, Shenyang Institute of Chemical Technology, Shenyang 110142)AbstractIn this paper, static water decanter of SBR system is compared with common water decanter oftraditional SBR system. The result shows that the static water decanter of SBR system will be advanced and ap2p lied because of its good characteristics, such as stability of running, high load of decant, low energy consump2tion, high level of auto2control, low cost of building and repair, simp licity of structure. It is easy to combine withcontrolmethod of SBR and has value of actual app lication.Key wordsSBR; static water decanter1概述滗水器是水处理工程中一种自上而下的变位式排水设备,在SBR工艺中显得尤为重要,是该工艺的核心装备。SBR系统工艺: SBR法是序批式活性污泥法污水处理系统的简称,整个工艺过程包括5个阶段,依次为:进水、曝气、沉淀、排水和闲置阶段。这5个阶段都在曝气池内完成,从第1次进水开始到第2次进水开始称为1个周期,每一个工作周期中,各个阶段的运行时间、运行状态可以根据污水性质、排放规律与出水要求等进行调整。SBR系统现有滗水器一般由收水装置、排水装置及动力装置组成,主要有几种形式:浮筒式滗水器、虹吸式滗水器和机械式滗水器等。浮筒式滗水器优点是构造简单、造价低;缺点是排水器始终位于液面下,容易积泥,而且要有相应的电动阀门与之配套。虹吸式滗水器优点是运行稳定,易检修,造价低;缺点是排水点低。机械式滗水器优点是排水平稳、出水水质好;缺点是结构复杂,设备繁多,动力消耗大,造价较高[ 1 ] 。SBR系统的静压式滗水器结合了传统的浮筒式、旋转式以及弧堰式等多种滗水器的优点,从根本上改变了传统滗水器的工作方式,即由曝气用的鼓风机或空压机向滗水器供气,并推动和控制滗水器工作,将SBR工艺的出水方式变为静压式出水。静压式滗水器具有动作可靠、滗水负荷大、能耗低和自动化程度高等特点,同时减少了机械设备,便于与SBR工艺的控制方式相结合,利用鼓风设备的工作间歇向滗水器供气,完成SBR工艺排水阶段的工作。改变了传统滗水器的工作方式,具有运行稳定、滗水负荷大、能耗低、自动化程度高等特点,适用于SBR系统中中小型城市生活污水处理工程和各类工业废水处理工程。2静压式滗水器结构静压式滗水器由滗水堰槽(含水配重区) 、四连杆机构、轴承座、气动系统及PLC控制系统组成,结构如图1所示。 图1静压式滗水器结构图Fig11Structure of static water decanter3静压式滗水器工作原理根据SBR处理工艺,滗水结束时,滗水器的气泵开始工作,压缩空气进入滗水堰槽并使其升高至SBR反应池水面,溢流堰也随滗水堰槽升高至水面以上,停止滗水。同时,滗水堰槽内压力达到设定值时气泵停止工作, SBR开始进入闲置阶段(图2) 。 图2静压式滗水器工作阶段示意图Fig12Work phase of static water decanter当曝气阶段结束, SBR工艺要求滗水时,滗水器的电动阀开启,滗水堰槽下降,溢流堰也降至水面以下,开始滗水(通过调整配重水量,使滗水器达到工艺要求的滗水量) 。同时,堰槽中的压缩空气从排水管排出。当SBR池的水位达到工艺要求的最低水位时,滗水器的电动阀关闭,气泵开始工作,压缩空气进入滗水堰槽并将堰槽从水中抬起,溢流堰升至水面以上,停止滗水, SBR又进入闲置阶段,如此循环,完成SBR工艺的排水工作。滗水堰槽在SBR反应池水面上,排水管、进出气管和轴承座等在水面下。滗水堰槽起集水作用,运行过程必须平稳,从而保证溢流堰负荷均匀,清水从池水表层撇入堰槽。连杆(四连杆)机构保证堰槽平行运动,连杆机构包括排水管和进气管,连杆的旋转部分与不旋转部分通过机械密封连接。4静压式滗水器系统设计进气管轴承座和排水管轴承座的中心线与SBR池水面垂直,每米误差< 115 mm,以保证溢流堰负荷均匀,水流平稳,不扰动污泥层,保证出水水质。4. 1滗水量滗水量根据滗水系统溢流堰的形式及其总长度确定。根据SBR工艺和滗水量的要求,溢流堰可采用淹没孔口、三角锯齿堰和薄壁堰等[ 2 ] ,各种堰的流量计算公式如下:(1)单个孔口流量: q = 0. 62ω 2gh (m3 / s)(2)单位长度薄壁堰流量: q =m 2g h1. 5 (m3 / s)(3)一个90°三角堰口流量: q = 1. 4 h2. 5 (m3 / s)其中:ω———孔口面积(m2 ) ;g———重力常数, 9. 81 (m2 / s) ;h———孔口中心或堰口上的水头(m) 。滗水量Q = q ×B式中:B ———溢流堰总长(堰口数量) 。4. 2浮动动力确定滗水量后,滗水器浮动动力的计算是整套装置设计的关键。配重水量Q = f2 – m式中:f2 ———堰槽在滗水深度下增加排水体积所产生的浮力;m ———滗水堰槽及进气、排水连杆的重量。增加配重水量,滗水量就增加,即堰槽行程加大;减少配重水量,滗水量就减少,即堰槽行程减小。配重水量在一定范围内浮动,即在滗水堰槽设计负荷范围内波动。如规格为100 t/h的滗水器,实际滗水量为85～115 t/h。空气压力P = (m – f3 – f1 ) /S式中:f1 ———进气、排水连杆排开水的体积所产生的浮力;f3 ———堰槽升至水面以上(停止滗水)排开水的浮力;S ———停止滗水时,堰槽上盖板的底面积与溢流堰内圆面积差。气泵的空气量根据滗水时间确定,工艺时间短时,所需空气量大,反之流量小。5静压式滗水器技术参数SBR系统静压式滗水器主要技术参数及技术指标如表1所示。表1静压式滗水器技术参数Table 1 Techn ica l param eters of sta tic wa ter decan ter 参数 技术指标 滗水流量(m3 /h)50～2000滗水深度(m) 1～3堰口长度(m) ≥10 撇水堰负荷(L /m·s) 23～33 堰口淹没深度(mm)150～350 6静压式滗水器性能特点SBR系统静压式滗水器的主要特点如下(1)适用于各种中小型城市生活污水处理及各类工业废水处理;(2)滗水设备整体耐腐蚀性好,适用各种水质条件,运转可靠性高;(3)回转支承采用自动微调装置,特殊设计的组合式水下密封装置保证密封可靠;(4)静压式滗水器运行在最佳的堰口负荷范围内,堰口下的液面无扰动,确保出水水质;(5)设备投资少,运行费用低,主要设备可拆成几部分,便于安全运输,安装维护方便;(6)设备选用先进的移动开关及安全报警装置,在运行过程中具有较大的灵活性和可调性,以适应水质、水量的变化;遇到事故自动停机报警,可实现全自动运行管理;(7)控制精度高,排水稳定均匀,工作平稳,操作方便,可实现一池多台并用;(8)转轴转动灵活,整体结构紧凑,重量轻,节省动力。参考文献[ 1 ] 周金全. 城市污水处理工艺设备与招标投标管理(第1版) 1北京:化学工业出版社, 2003[ 2 ] 闪红光. 环境保护设备选用手册:水处理设备1北京:化学工业出版社, 2002作者简介:薛军( 1961 ～) ,女,硕士,教授,主要从事水处理工程工作。E2mail: xuej@dongyu. com. cn
