摘要：結合某污水處理廠介紹了一種MSBR污水處理工藝，該工藝是一種改良型SBR工藝，具有流程簡潔、控制靈活、單元操作簡單而且占地省等特點，并介紹了該污水處理工藝的計算機自動控制方案。
關鍵詞：污水處理,MSBR工藝,改良型,自動控制
1 引言
MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）是改良式序列間歇反應器，是C.Q.Yang等人根據SBR技術特點，結合傳統活性污泥法技術，研究開發的一種更為理想的污水處理系統。該工藝采用單池多格方式，結合了傳統活性污泥法和SBR技術的優點。不但無需間斷流量，還省去了多池工藝所需要的更多的連接管、泵和閥門。通過中試研究及生產性應用，證明MSBR法是一種經濟有效、運行可靠、易于實現計算機控制的污水處理工藝。
2 工程概述
現有某污水處理廠總規模16萬m3/d，近期8萬m3/d，一期實施4萬m3/d。該工程一期共設改進型MSBR池2 座，單座設計規模2萬m3/d，鋼筋混凝土結構，單座反應池平面尺寸58.9 m×42.1 m，有效水深6.2～8.0 m。
2.1 MSBR池體設計與優化
每座MSBR系統由7個單元組成，分設在反應池兩側的是SBR池，起著好氧氧化、缺氧反硝化、預沉淀和沉淀作用，內設管式微孔曝氣器及潛水攪拌器，并在出水處設有浮渣收集管及空氣堰；設在SBR池池壁上設有混合液回流泵將混合液回流至污泥重力濃縮池，重力濃縮池前端設有配水槽，混合液經濃縮后的活性污泥由底部進入缺氧池2，上清液（富含硝酸鹽）則通過溢流堰及集水槽進入主曝氣池；在缺氧池2中，不但回流污泥中溶解氧在本單元中被消耗，而且污泥中硝酸鹽也被微生物的自身氧化所消耗，缺氧池2內設潛水攪拌器 1 臺；缺氧池2和厭氧池壁板上設有2臺污泥回流泵，原污水進入厭氧池后與從缺氧池2回流來的污泥在此進行充分混合，釋放回流污泥中的磷酸鹽，厭氧池內設潛水攪拌器1臺；厭氧池的出水經過缺氧池1進入主曝氣池，主曝氣池設在反應池的一端，內設管式微孔曝氣器，其作用是氧化有機物并對污水進行充分的硝化，讓聚磷菌在本單元中過量吸磷；缺氧池1設在厭氧池和主曝氣池之間，通過2臺混合液回流泵回流主曝氣池的混合液至缺氧1池進行生物除氮，為防止污泥沉底，缺氧池1 內設潛水攪拌器1臺。如果不讓混合液進入缺氧池1，則此時缺氧池1充當了厭氧池的作用，可用于強化除磷效果。
2.2 運行模式
每座改進型MSBR系統由7個單元組成，濃縮池、缺氧池1、缺氧池2、厭氧池、主曝氣池始終處于連續運行狀態，SBR池1和SBR池2交替運行，一個運行周期為 4 h，改進型MSBR池各單元運行狀態如表1所示。
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其中各時段的持續時間為：時段1和時段4為40 min；時段2和時段5為50 min；時段3和時段6為30 min。
2.3 MSBR系統工藝流程圖
MSBR系統工藝流程如圖1所示。
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3 MSBR工藝的主要特點
（1）單池多格形式，主曝氣單元在整個循環中相互替換作為序批反應器及沉淀池，從而保證系統連續進出水。（2） 設置低揚程跨墻回流泵，增大曝氣單元中的 MLSS濃度，降低了SBR單元的污泥層厚度，剩余污泥含固率高（＞2%），省掉污泥濃縮處理單元，同時降低能耗。（3）在主曝氣單元之前增加缺氧單元，反硝化作用更高，能耗更低、污泥產量更小少。（4）SBR單元由底部進水，污水通過高濃度污泥層進行反硝化作用及內源呼吸，污泥性能更穩定，污泥層兼起接觸過濾作用、出水水質更好。（5）完全自動化控制。（6）不需加藥可達到較好的脫氮除磷效果。（7）占地面積少，運行成本低，同時也可以查看中國污水處理工程網更多關于MSBR污水處理工藝的技術文檔。
4 MSBR工藝自動控制系統的設計
該污水廠共有兩座2萬m3/d改進型MSBR池，考慮兩座生化池獨立運行，同時為了減少控制電纜和信號電纜的敷設，每座生化池各設一套現PLC現場控制分站，用于生化池的設備監控及有關工藝參量的采集，并通過交換機將其采集的信號通過工業以太網送至中心控制室的監控計算機。
4.1 主要設備和在線檢測儀表
（1）浮筒攪拌器7臺；（2）回流污泥泵5臺；（3）剩余污泥泵2臺；（4）電動閥2臺；（5）電動調節閥2臺；（6）超聲波液位計1臺；（7）溶氧儀3臺；（8）污泥濃度計1臺；（9）硝酸鹽分析儀1臺。
4.2 自動控制系統配置
控制系統采用兩級分布式控制系統，第一級為監控計算機，設于中心控制室內，中控室監控計算機上安裝有監控軟件，可監控污水廠運行的全過程，完成控制事件、故障報警、歷史數據、生產指標、歷史趨勢曲線的登錄、儲存、顯示和查詢；生成、打印各類生產運行管理報表。
第二級為現場控制分站，由一臺PLC構成，每個PLC分站都有CPU模塊、電源模塊和I/O模塊，均可獨立運行。通過工業以太網與中控室連接。作為就地控制單元，主要有以下作用：
（1） 就地控制：PLC分站直接與工藝設備進行連接，可實現就地啟、停，和可編程設置設備保護功能，當設備出現異常時可實現自動停機。
（2）就地顯示：在每臺PLC柜上配有10′彩色觸摸屏，可以通過觸摸屏查看設備運行情況或對設備進行控制操作。
（3） 數據上傳：PLC分站能夠自動識別本站地址，接受并執行中控室的有效命令，并將其采集的設備運行狀況和儀表信號上傳到中控室的監控計算機。
4.3 DO（溶解氧）的控制
生化池溶解氧DO是污水廠運行的一個重要參數，理論上達0.3 mg/L就基本上不影響生物的生理功能，但考慮到水質水量的波動，一般保證入口處0.5～1mg/L，出口處2～3 mg/L即可。 MSBR主曝氣池與兩個SBR池被認為是串聯的、獨立的池子，在每個單獨的池子中，其混合液的耗氧量是不同的。因此將曝氣池分為幾個控制區，在1#、6#、7#池內各設了溶解氧在線分析儀，從而實現多點控制，按各控制區內所需的溶解氧濃度供氣，從而使鼓風機基本上一直處于最經濟合理的運行狀態。
5 結語
MSBR工藝由于結合了傳統A/A/O和SBR的優點，在污染物去除，尤其是氮和磷的同時去除上有較大的優勢，出水水質優且穩定，同時具有流程簡潔、控制靈活、單元操作簡單而且占地省、投資和運行費用較低等特點。隨著我國水環境治理的不斷深入，中小型污水處理廠將會越來越多。MSBR基于其自身的眾多優點，它必將在其中占有一席之地。到那時我國城鎮污水處理廠的投資、能耗和運行成本將會越來越低，污水廠占地將會變小，將會有更多的環保型污水處理廠呈現在我們眼前。
參考文獻
［1］ 羅萬申.新型污水處理工藝-MSBR[J].中國給水排水.1999（4）
［2］ 秦小川.SBR污水處理工藝及自動化控制.2004年全國電氣技術交流會論文集.2004（8）
［3］ 袁明.MSBR工藝在小型污水處理廠設計中的運用 [J].安徽建筑.2008（4）
［4］ 趙誠，王中琪，王成端，趙麗.MSBR法污水處理過程中的節能分析[J].節能.2007（11）來源：水處理工程及設備 作者: 楊紅偉（南京市市政設計研究院有限責任公司）
