适于寒冷地区污水处理的CWSBR工艺介绍

第３５卷第５期２０１０年５月

环境科学与管理

ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＭＡＮＡＧＥｈ●置ＮＴ

ＶｏＬ３５Ｎｏ．５

Ｍａｙ

２０１０

文章编号：１６７４—６１３９（２０１０）０５－０１１９一∞

适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

黄春

（黑龙江省城市规划勘测设计研究院，黑龙江哈尔滨１５００４０）

摘要：Ｃ硼ＢＲ工艺是传统ＳＢＲ工艺的一种变种，与传统ＳＢＲ相比，克服了不能连续进出水的缺点，并且具有

工艺简单、节约能源、寒冷气候条件下出水水质良好等诸多优点。对ＣＷＳＢＲ的工艺组成、运行过程及其处理效果进行了综述。

关键词：ＣＷＳＢＲ；寒冷地区；污水处理中圈分类号：Ｘ７０３

文献标识码：Ａ

ＡＲｅｖｉｅｗｓｏｆＣｏｌｄ——Ｒｅｇｉｏｎ——Ｓｕｉｔａｂｌｅ

ＣＷＳＢＲ

ＳｅｗａｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＨｕａｎｇＣｈｕｎ

（ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＷＳＢＲｉｓ

ｖａｎｔａｇｅｓ

ａ

Ｓｕｒｖｅｒｙｉｎｇ

Ｉ）ｅｓｉｓｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｈｍｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０。Ｃｌｌｉ聃）

ｖａｒｉａｔｉｏｎ

ｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＳＢＲ．Ｂｅｙｏｎｄｏｖｅｒｏｘ）ｍｉＩｌｇｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｆｌｏｗ，ｉｔａｌｓｏｈａｓｔｈｅａｄ－

ｓｕｌｎＩｎａ涮ａｎｄ山柚州ｉｎ

前言

ｏｆｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙ，ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｗｅｌｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｃｏｌｄｒｅ＃ｏｎ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＣＷＳＢＲｉｓ

ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＷＳＢＲ；ｃｏｌｄｒｅｓｉｎ；ｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ

准，但也存在或是管理复杂、或是占地面积大、或是

运行费用高等不足。相对上述工艺，ＣＷＳＢＲ具有工艺简单、用地较少、运行费用低等突出优点，特别是

近年来，国家对环境保护问题越来越重视，对污水处理率的要求不断提高。２００２年排水委员会第四届第一次年会提出“至２０１０年中国污水处理率要达到４５％”。２００５年国家发改委、建设部、环保局联

在低温条件下出水也可达到一级Ａ标准，是目前为

止寒冷地区～种较为理想的污水处理工艺，在北方地区的应用已逐渐增多。

１

合下发了《关于组织编制全国城镇污水处理及再生

利用设施建设规划的通知＞（５１３号文件）（以下简称《通知》），《通知＞的规划目标为“到２０１０年底城

ＣＷＳＢＲ工艺的组成及运行

１．１工艺组成

镇污水处理率平均达到６０％”（其中特大级大城市

达到８０％以上、中等城市达到６０％、县城达到５０％）。寒冷地区冬季气温低，脱氮除磷效果差ｕＪ，—个在低温条件下能够满足出水要求，且工艺简单、能耗低、占地省的污水处理工艺是加快寒冷地区污水处理厂建设并保证其正常运行的技术保障，也是现阶段中国污水处理技术的发展趋势拉Ｊ。

目前寒冷地区满足一级Ｂ标准时采用的工艺有ＣＡＳＳ、ＣＡＳＴ、Ａ２／０、ＳＢＲ等，满足一级Ａ标准时

标准ＣＷＳＢＲ处理单元模块由三部分组成：迸

水控制区，混合、反应、沉淀区，出水平衡区，见图１。

图１ＣＷＳＢＲ处理单元模块

需增加深度处理聆－４】。上述工艺虽能满足出水标

收稿日期：２００９—１２—２４

作者筒介：黄春（１９６５一），男，高级工程师，从事给排水和环境工程设

计工作。

１一进水区；２一混合、反应、沉淀区；３一出水区；Ａ一进水泵；Ｂ一混合器；Ｃ一恒水位固定淹没式滗水器；

Ｄ一滗水泵；Ｅ一水力帆

（１）进水控制区，保证连续进水，并满足最高进水负荷；

・ｌ１９・

第３５卷第５期ＶｏＬ３５Ｎｏ．５

黄春・适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

２０１０年５月

（２）混合、反应、沉淀区，完成预设的脱氮除磷、

ＢＯＤ降解及悬浮物去除等反应过程；

（３）出水平衡区，保证连续出水。三个区域由两个柔性可移动水力帆分隔。

１．２设备及运行过程

ＣＷＳＢＲ处理单元模块的主要设备有迸水泵、混合器、恒水位固定淹没式滗水器、滗水泵及水力帆。

Ａ．进水泵，根据控制程序，将需处理的水量及时送于２区，保证柔性水帆的顺利移动。

Ｂ．混合器，根据控制程序，保证２区在交替的厌氧和好氧过程中良好的传质过程。

Ｃ．恒水位固定淹没式滗水器，保证滗水过程水力条件稳定。无机械运动引起的水力扰动；出流堰与水面和泥面完全固定的保护高度，使水面的悬浮杂质和污泥不被带出，从而保证了出水水质。

Ｄ．滗水泵，根据控制程序，将处理合格的水量及时送到３区，保证３区连续出水。

Ｅ．水力帆，连续进水和出水以及依据程序启动进水泵和滗水泵时，水力帆在容积变化的推动下，自由改变位置，从而维持ｌ、２、３区的水位恒定。ＣＷＳＢＲ的运行过程通过进水混合，曝气、混合、曝气，沉淀，滗水四个阶段完成。

（１）进水混合阶段

ｌ区连续进水，３区连续出水；进水泵Ａ启动，ｌ、２区水力帆Ｅ由２区向１区移动，２、３区水力帆Ｅ由２区向３区移动，维持连续出水水量；２区进入混

合厌氧的脱氮以及除磷中的释磷过程。

（２）曝气、混合、曝气阶段

ｌ区连续迸水，３区连续出水；ｌ、２区水力帆Ｅ和２、３区水力帆Ｅ继续按照迸水到出水的方向移动；２区通过预定程序进行进水泵进水、交替曝气混合，控制溶解氧，使有机物降解、聚磷菌吸收磷、硝化

等过程按照预定模式进行，同时依据进水磷含量适

当投加混凝剂提高除磷效果。

（３）沉淀阶段

ｌ区连续迸水，３区连续出水；ｌ、２区水力帆Ｅ

和２、３区水力帆Ｅ继续按照进水到出水的方向移

动；经过良好控制的反应过程，形成具有良好沉哗性

能的活性污泥絮体，进入沉淀阶段，泥水得以澄清；

同时依据设定程序，污泥泵将基本稳定的剩余污泥打入污泥浓缩池。

（４）滗水阶段

１区连续进水，３区连续出水；沉淀过程完成后，滗水器打开，启动滗水泵，处理后澄清的水由２区进入３区；２、３区水力帆Ｅ由３区向２区移动，ｌ、２区

・ｌ

２０・

Ｍａｙ２０１０

水力帆Ｅ由ｌ区向２区移动，维持进水水量。

１．３工艺特点

ＣＷＳＢＲ工艺通过柔性水力帆的往复运动调节

反应池三个区域的体积，保持池内液面不变，在

ＣＷＳＢＲ单池内连续迸水、连续出水，周期性地完成

ＳＢＲ工艺的充水、搅拌、曝气三个基本控制功能块的任意组合，以及随后的沉淀、滗水过程。可以根据进

水水质情况，并按照脱氮除磷各过程对有机底物、

ＤＯ的不同要求，最大程度上满足微生物的需求。同时使用恒水位滗水器进行滗水，在整个运行过程中，

生化池内水面保持不变。

ＣＷＳＢＲ在保留了传统ＳＢＲ技术工艺简单、能

抑制污泥膨胀、处理效果好等技术优点的基础上，克

服了传统ＳＢＲ工艺间歇进水、间歇排水、变水位的

缺点，在整个污水处理过程中恒水位、连续运行。其

特点如下：

（１）处理效果佳

因为该工艺的独特性使得在—个周期内，充水、搅拌、曝气三个基本控制功能块可以任意组合，随意控制反应区内厌氧、好氧次数，使脱氮除磷效果更佳。因为反应区的厌氧好氧的转化是通过调节区的

迸水和生化反应区的曝气来实现的，是本质上的改

变，不同于一般的单步控制或者理论上的改变。

由于是恒水位运行，ＣＷＳＢＲ的滗水器永远在水

面的清水区滗水，这就避免了常规ＳＢＲ工艺在滗水控制不准确而时常发生的跑泥现象。在其沉淀阶段（沉淀工序段），几乎整个反应器均起沉淀作用。沉淀

阶段的表面负荷比普通二次沉淀池要小得多，且没有

进水的干扰，属理想沉淀状态，所以沉淀效果好。

（２）运行费用低

ＣＷＳＢＲＩ艺是恒水位运行，滗水时不产生水头

损失，同时不需要污泥及混合液回流系统，从而减少能耗，降低运行费用。运行费用比传统ＳＢＲ法省。

（３）工艺流程简洁，投资低。

ＣＷＳＢＲ工艺可以考虑不设初沉池、二沉池及污泥回流设备，污水处理设施布置紧凑、投资低。

（４）土建方式灵活

ＣＷＳＢＲ工艺因其独特的特点，土建方式可因地制宜，池体可以采用毛石、纯粘土、或混凝土建筑。

（５）运行灵活，模块化设计，可实现不同的处理

目标。

ＣＷＳＢＲ反应池可设计成多池模块组合式，单池又可独立运行。ＣＷＳＢＲ工艺在流量冲击和有机物

负荷冲击超过设计值２—３倍时，仍保持良好的处理效果。特别是ＣＷＳＢＲ工艺可通过调节运行周期来

第３５卷第５期２０１０年５月

黄春・适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

Ｖｄ３５Ｎｏ．５

Ｍａｙ２０１０

适应进水水量和进水水质的变化，当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间的方法实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。

当强调脱氮除磷功能时，ＣＷＳＢＲ工艺可通过调整进水时间及工作周期和控制反应池的溶解氧水平来提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以实现不同的处理出水水质。

（６）污泥稳定，易于处理

ＣＷＳＢＲ工艺的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，可脱水性能佳，经过浓缩脱水后可以直接填埋、焚烧或者直接应用于农田，不需要消化，由此实现了

建设和运转费用的减少。

（７）适应寒冷地区运行条件ＣＷＳＢＲ工艺良好吸收了ＳＢＲ工艺在寒冷地区运行应用的特点。其工艺特有的灵活多变、运行周期的改变、及通过控制包的调整，可使该工艺在寒冷地区室外最低气温一２０℃—一加℃下，仍能取得满意的运行效果。

２设计实例

黑龙江省某城区污水处理厂，处理规模２０万ｍ，／ｄ，进水水质：ＣＯＤ４００理ｒ／，Ｌ、ＢＯＤｓ２００耻少，Ｌ、ＳＳ

３００ｍ影，Ｌ、ｐＨ６—９、ＴＮＴＰ５

４０吼、ＮＦｌ３一Ｎ３０吼、

ｍｇ厂Ｌ，出水满足一级Ａ标准。拟采用改良Ａ２／Ｏ

工艺或ＣＷＳＢＲ工艺，工艺流程分别见图２和图３。

曩气

租进

格

据

细

¨Ｈ㈠Ｈ

合瀛泵房

格

橱

删｝

污泥回

二沉

池

㈠Ｈ

出水

深度处理

圉匪

进水

漉泵房

图２改良Ａ２／Ｏ法工艺流程图

曝气

三Ｈ薹Ｈ三Ｈ薹Ｈ蓁Ｈ善Ｈ蓁Ｈ薹

脱水外运

污泥储池

图３

出水

ＣＷＳＢＲ法工艺流程图

（续）裹１改良Ａ２／０与ＣＷＳＢＲ工艺技术比较

两种工艺的技术经济比较见表１和表２。

表１改良Ａ２／Ｏ与ＣＷＳＢＲ工艺技术比较

（下转第１３３页）

・１２１・

第３５卷第５期２０１０年５月

孙平吴等・浅议生物传感器在环境监测中的应用

ＶｏＬ３５Ｎｎ５

Ｍａｙ２０１０

要是通过测定Ｎｏ；被还原成Ｎｏ；时产生的还原电流的大小来反映Ｎｏ；含量。该传感器对０．４００

０．５９

ｒｅｔｏｏｌ／Ｌ时，传感器产生的电流与亚硝酸盐的

浓度成正比。传感器选择性好，抗干扰能力强。

（２）对ＳＯ：的监测

用于测定ＳＯ：的生物传感器由含亚硫酸盐氧化酶的肝微粒体和氧电极制成。该传感器测定雨水中

ｐ．ｍｏｌ／Ｌ的Ｎｏ；有较好的监测效果。在将传感器用

电泳原理作了改进，在培养基池和被监测液中放入

了电极，使得ＮＯ；能更接近敏感元件，碍到了更好

的监测效果。

（３）对酚类污染物的监测

酚类污染物属于高毒性物质，通过工业排放废

亚硫酸盐的浓度来反映大气中ＳＯ：的含量。传感器

中的微粒体在氧化亚硫酸盐的同时消耗氧，使得氧电极周围的溶解氧浓度降低，传感器产生的电流随之变化而间接反映出亚硫酸盐的浓度。该传感器准确度高，重现性好。

水进入水环境，是水环境中一个重要的监测指标。

早期用于酚类污染物监测的生物传感器是酶电极安培传感器。该传感器结构简单，检测限低，干扰少。近年来，新研制的酚类生物传感器主要有用二相生物传感系统检测溶液和有机介质中的酚；通过测荧

３生物传感器的发展前景

生物传感器的开发依赖于生物技术、生物电子学和微电子学最新成果的不断渗透和发展，在未来的研究工作中，重点以生物感受系统水平为主攻目标，未来的生物传感器将具有以下特点：

（１）功能多样化：未来的生物传感器将迸一步

光的竞争性流动免疫分析法检测４一硝基酚等酚类朽染物监测方法，都有较好的效果。

２．２生物传感器在大气环境监测中的应用

对大气环境较为常见的污染因子主要有ＮＯｘ、Ｓ０２、ＴＳＰ、Ｃ０２等，其中ＮＯｘ和Ｓ０２对大气环境的危害尤为严重，是酸雨、酸雾形成的主要原因，ＮＯｘ同

涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境检测等各

个领域。

（２）智能化与集成化：未来的生物传感器必定与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、更准确地提供结果，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将越来越多地进入传感器领域，实现检测系统的集成化、一体化。

（３）体积小型化：随着微电子机械系统技术和纳

时还是光化学污染的主要原因。传统的环境监测方

法在对ＮＯｘ、ＳＯ：进行监测时，方法复杂，监测结果

的重现性差。因此，简单实用的生物传感器在该监

测领域也得到了较好的发展。

（１）对ＮＯｘ的监测

用于测定ＮＯ。的生物传感器由多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组合而成。该传感器中硝化细菌以亚硝酸盐作为唯一的能源，其呼吸活性随亚硝酸盐的存在增加，呼吸过程导致的溶解氧浓度降低量可由氧电极检测，从而间接反映出亚硝酸盐的含量以此反映大气中ＮＯ。的含量。该传感器最低检测限为０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ，当亚硝酸盐浓度低于

米技术不断深入到传感技术领域，生物传感器将不断

微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断，在市场上直接检测食品成为可能。

（４）成本低、高灵敏度、高稳定性和高寿命：生

物传感器技术的不断进步，必然要求不断降低产品

成本，提高灵敏度、稳定性和延长寿命。

（上接第１２１页）

壅兰墼塞壁丝皇璺里！堕三茎墅鎏堡墼

ＣＷＳＢＲ在寒冷地区的运行及管理提供宝贵经验。

参考文献：

［１］张自杰，林荣忱。金儒霖．排水工程下册（第四版）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０００：３０６—３２２．

［２］张统．ＳＢＲ及其麦法污水处理与会用技术［Ｍ］．北

３结语

ＣＷＳＢＲ是一种非常适合中小型污水处理厂的工艺，虽然目前工程实例较少，可以预计该工艺在北

方地区将会逐步得到应用，目前中国北方已有工程

京：化学工业出版社。２００３：１９３—１９６．

［３］噙泽斌，王教球。张学洪．城市污水处理技术发展回顾与展望［Ｊ］．广西师范大学学报（自然科学版），２００４，２２（２）：６一１０．

［４］周宇，邵蔷，姚敬博．ＣＡＳＴ工艺在寒冷地区污水处理厂的应用［Ｊ】．辽宁化工，２００８，１０（５）：２５—２８．

．１３３・

实例，并且还有一部分工程正在建设中，这将为

适于寒冷地区污水处理的CWSBR工艺介绍

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

黄春， Huang Chun

黑龙江省城市规划勘测设计研究院,黑龙江,哈尔滨,150040环境科学与管理

ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT2010,35(5)

参考文献(4条)

1. 周宇;邵蓊;姚敬博 CAST工艺在寒冷地区污水处理厂的应用[期刊论文]-辽宁化工 2008(05)

2. 喻泽斌;王教球;张学洪 城市污水处理技术发展回顾与展望[期刊论文]-广西师范大学学报(自然科学版)2004(02)

3. 张统 SBR及其变法污水处理与会用技术 20034. 张自杰;林荣忱;金儒霖 排水工程下册 2000

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_bfhj201005035.aspx

第３５卷第５期２０１０年５月

环境科学与管理

ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＭＡＮＡＧＥｈ●置ＮＴ

ＶｏＬ３５Ｎｏ．５

Ｍａｙ

２０１０

文章编号：１６７４—６１３９（２０１０）０５－０１１９一∞

适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

黄春

（黑龙江省城市规划勘测设计研究院，黑龙江哈尔滨１５００４０）

摘要：Ｃ硼ＢＲ工艺是传统ＳＢＲ工艺的一种变种，与传统ＳＢＲ相比，克服了不能连续进出水的缺点，并且具有

工艺简单、节约能源、寒冷气候条件下出水水质良好等诸多优点。对ＣＷＳＢＲ的工艺组成、运行过程及其处理效果进行了综述。

关键词：ＣＷＳＢＲ；寒冷地区；污水处理中圈分类号：Ｘ７０３

文献标识码：Ａ

ＡＲｅｖｉｅｗｓｏｆＣｏｌｄ——Ｒｅｇｉｏｎ——Ｓｕｉｔａｂｌｅ

ＣＷＳＢＲ

ＳｅｗａｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＨｕａｎｇＣｈｕｎ

（ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＷＳＢＲｉｓ

ｖａｎｔａｇｅｓ

ａ

Ｓｕｒｖｅｒｙｉｎｇ

Ｉ）ｅｓｉｓｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｈｍｔｉｔｕｔｅ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０。Ｃｌｌｉ聃）

ｖａｒｉａｔｉｏｎ

ｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＳＢＲ．Ｂｅｙｏｎｄｏｖｅｒｏｘ）ｍｉＩｌｇｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔｆｌｏｗ，ｉｔａｌｓｏｈａｓｔｈｅａｄ－

ｓｕｌｎＩｎａ涮ａｎｄ山柚州ｉｎ

前言

ｏｆｓｉｍｐｌｉｃｉｔｙ，ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｗｅｌｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｃｏｌｄｒｅ＃ｏｎ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＣＷＳＢＲｉｓ

ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＷＳＢＲ；ｃｏｌｄｒｅｓｉｎ；ｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ

准，但也存在或是管理复杂、或是占地面积大、或是

运行费用高等不足。相对上述工艺，ＣＷＳＢＲ具有工艺简单、用地较少、运行费用低等突出优点，特别是

近年来，国家对环境保护问题越来越重视，对污水处理率的要求不断提高。２００２年排水委员会第四届第一次年会提出“至２０１０年中国污水处理率要达到４５％”。２００５年国家发改委、建设部、环保局联

在低温条件下出水也可达到一级Ａ标准，是目前为

止寒冷地区～种较为理想的污水处理工艺，在北方地区的应用已逐渐增多。

１

合下发了《关于组织编制全国城镇污水处理及再生

利用设施建设规划的通知＞（５１３号文件）（以下简称《通知》），《通知＞的规划目标为“到２０１０年底城

ＣＷＳＢＲ工艺的组成及运行

１．１工艺组成

镇污水处理率平均达到６０％”（其中特大级大城市

达到８０％以上、中等城市达到６０％、县城达到５０％）。寒冷地区冬季气温低，脱氮除磷效果差ｕＪ，—个在低温条件下能够满足出水要求，且工艺简单、能耗低、占地省的污水处理工艺是加快寒冷地区污水处理厂建设并保证其正常运行的技术保障，也是现阶段中国污水处理技术的发展趋势拉Ｊ。

目前寒冷地区满足一级Ｂ标准时采用的工艺有ＣＡＳＳ、ＣＡＳＴ、Ａ２／０、ＳＢＲ等，满足一级Ａ标准时

标准ＣＷＳＢＲ处理单元模块由三部分组成：迸

水控制区，混合、反应、沉淀区，出水平衡区，见图１。

图１ＣＷＳＢＲ处理单元模块

需增加深度处理聆－４】。上述工艺虽能满足出水标

收稿日期：２００９—１２—２４

作者筒介：黄春（１９６５一），男，高级工程师，从事给排水和环境工程设

计工作。

１一进水区；２一混合、反应、沉淀区；３一出水区；Ａ一进水泵；Ｂ一混合器；Ｃ一恒水位固定淹没式滗水器；

Ｄ一滗水泵；Ｅ一水力帆

（１）进水控制区，保证连续进水，并满足最高进水负荷；

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第３５卷第５期ＶｏＬ３５Ｎｏ．５

黄春・适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

２０１０年５月

（２）混合、反应、沉淀区，完成预设的脱氮除磷、

ＢＯＤ降解及悬浮物去除等反应过程；

（３）出水平衡区，保证连续出水。三个区域由两个柔性可移动水力帆分隔。

１．２设备及运行过程

ＣＷＳＢＲ处理单元模块的主要设备有迸水泵、混合器、恒水位固定淹没式滗水器、滗水泵及水力帆。

Ａ．进水泵，根据控制程序，将需处理的水量及时送于２区，保证柔性水帆的顺利移动。

Ｂ．混合器，根据控制程序，保证２区在交替的厌氧和好氧过程中良好的传质过程。

Ｃ．恒水位固定淹没式滗水器，保证滗水过程水力条件稳定。无机械运动引起的水力扰动；出流堰与水面和泥面完全固定的保护高度，使水面的悬浮杂质和污泥不被带出，从而保证了出水水质。

Ｄ．滗水泵，根据控制程序，将处理合格的水量及时送到３区，保证３区连续出水。

Ｅ．水力帆，连续进水和出水以及依据程序启动进水泵和滗水泵时，水力帆在容积变化的推动下，自由改变位置，从而维持ｌ、２、３区的水位恒定。ＣＷＳＢＲ的运行过程通过进水混合，曝气、混合、曝气，沉淀，滗水四个阶段完成。

（１）进水混合阶段

ｌ区连续进水，３区连续出水；进水泵Ａ启动，ｌ、２区水力帆Ｅ由２区向１区移动，２、３区水力帆Ｅ由２区向３区移动，维持连续出水水量；２区进入混

合厌氧的脱氮以及除磷中的释磷过程。

（２）曝气、混合、曝气阶段

ｌ区连续迸水，３区连续出水；ｌ、２区水力帆Ｅ和２、３区水力帆Ｅ继续按照迸水到出水的方向移动；２区通过预定程序进行进水泵进水、交替曝气混合，控制溶解氧，使有机物降解、聚磷菌吸收磷、硝化

等过程按照预定模式进行，同时依据进水磷含量适

当投加混凝剂提高除磷效果。

（３）沉淀阶段

ｌ区连续迸水，３区连续出水；ｌ、２区水力帆Ｅ

和２、３区水力帆Ｅ继续按照进水到出水的方向移

动；经过良好控制的反应过程，形成具有良好沉哗性

能的活性污泥絮体，进入沉淀阶段，泥水得以澄清；

同时依据设定程序，污泥泵将基本稳定的剩余污泥打入污泥浓缩池。

（４）滗水阶段

１区连续进水，３区连续出水；沉淀过程完成后，滗水器打开，启动滗水泵，处理后澄清的水由２区进入３区；２、３区水力帆Ｅ由３区向２区移动，ｌ、２区

・ｌ

２０・

Ｍａｙ２０１０

水力帆Ｅ由ｌ区向２区移动，维持进水水量。

１．３工艺特点

ＣＷＳＢＲ工艺通过柔性水力帆的往复运动调节

反应池三个区域的体积，保持池内液面不变，在

ＣＷＳＢＲ单池内连续迸水、连续出水，周期性地完成

ＳＢＲ工艺的充水、搅拌、曝气三个基本控制功能块的任意组合，以及随后的沉淀、滗水过程。可以根据进

水水质情况，并按照脱氮除磷各过程对有机底物、

ＤＯ的不同要求，最大程度上满足微生物的需求。同时使用恒水位滗水器进行滗水，在整个运行过程中，

生化池内水面保持不变。

ＣＷＳＢＲ在保留了传统ＳＢＲ技术工艺简单、能

抑制污泥膨胀、处理效果好等技术优点的基础上，克

服了传统ＳＢＲ工艺间歇进水、间歇排水、变水位的

缺点，在整个污水处理过程中恒水位、连续运行。其

特点如下：

（１）处理效果佳

因为该工艺的独特性使得在—个周期内，充水、搅拌、曝气三个基本控制功能块可以任意组合，随意控制反应区内厌氧、好氧次数，使脱氮除磷效果更佳。因为反应区的厌氧好氧的转化是通过调节区的

迸水和生化反应区的曝气来实现的，是本质上的改

变，不同于一般的单步控制或者理论上的改变。

由于是恒水位运行，ＣＷＳＢＲ的滗水器永远在水

面的清水区滗水，这就避免了常规ＳＢＲ工艺在滗水控制不准确而时常发生的跑泥现象。在其沉淀阶段（沉淀工序段），几乎整个反应器均起沉淀作用。沉淀

阶段的表面负荷比普通二次沉淀池要小得多，且没有

进水的干扰，属理想沉淀状态，所以沉淀效果好。

（２）运行费用低

ＣＷＳＢＲＩ艺是恒水位运行，滗水时不产生水头

损失，同时不需要污泥及混合液回流系统，从而减少能耗，降低运行费用。运行费用比传统ＳＢＲ法省。

（３）工艺流程简洁，投资低。

ＣＷＳＢＲ工艺可以考虑不设初沉池、二沉池及污泥回流设备，污水处理设施布置紧凑、投资低。

（４）土建方式灵活

ＣＷＳＢＲ工艺因其独特的特点，土建方式可因地制宜，池体可以采用毛石、纯粘土、或混凝土建筑。

（５）运行灵活，模块化设计，可实现不同的处理

目标。

ＣＷＳＢＲ反应池可设计成多池模块组合式，单池又可独立运行。ＣＷＳＢＲ工艺在流量冲击和有机物

负荷冲击超过设计值２—３倍时，仍保持良好的处理效果。特别是ＣＷＳＢＲ工艺可通过调节运行周期来

第３５卷第５期２０１０年５月

黄春・适于寒冷地区污水处理的ＣＷＳＢＲ工艺介绍

Ｖｄ３５Ｎｏ．５

Ｍａｙ２０１０

适应进水水量和进水水质的变化，当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间的方法实现达标排放，达到抗冲击负荷的目的。

当强调脱氮除磷功能时，ＣＷＳＢＲ工艺可通过调整进水时间及工作周期和控制反应池的溶解氧水平来提高脱氮除磷的效果。所以，通过运行方式的调整，可以实现不同的处理出水水质。

（６）污泥稳定，易于处理

ＣＷＳＢＲ工艺的剩余污泥已经基本达到好氧稳定，可脱水性能佳，经过浓缩脱水后可以直接填埋、焚烧或者直接应用于农田，不需要消化，由此实现了

建设和运转费用的减少。

（７）适应寒冷地区运行条件ＣＷＳＢＲ工艺良好吸收了ＳＢＲ工艺在寒冷地区运行应用的特点。其工艺特有的灵活多变、运行周期的改变、及通过控制包的调整，可使该工艺在寒冷地区室外最低气温一２０℃—一加℃下，仍能取得满意的运行效果。

２设计实例

黑龙江省某城区污水处理厂，处理规模２０万ｍ，／ｄ，进水水质：ＣＯＤ４００理ｒ／，Ｌ、ＢＯＤｓ２００耻少，Ｌ、ＳＳ

３００ｍ影，Ｌ、ｐＨ６—９、ＴＮＴＰ５

４０吼、ＮＦｌ３一Ｎ３０吼、

ｍｇ厂Ｌ，出水满足一级Ａ标准。拟采用改良Ａ２／Ｏ

工艺或ＣＷＳＢＲ工艺，工艺流程分别见图２和图３。

曩气

租进

格

据

细

¨Ｈ㈠Ｈ

合瀛泵房

格

橱

删｝

污泥回

二沉

池

㈠Ｈ

出水

深度处理

圉匪

进水

漉泵房

图２改良Ａ２／Ｏ法工艺流程图

曝气

三Ｈ薹Ｈ三Ｈ薹Ｈ蓁Ｈ善Ｈ蓁Ｈ薹

脱水外运

污泥储池

图３

出水

ＣＷＳＢＲ法工艺流程图

（续）裹１改良Ａ２／０与ＣＷＳＢＲ工艺技术比较

两种工艺的技术经济比较见表１和表２。

表１改良Ａ２／Ｏ与ＣＷＳＢＲ工艺技术比较

（下转第１３３页）

・１２１・

第３５卷第５期２０１０年５月

孙平吴等・浅议生物传感器在环境监测中的应用

ＶｏＬ３５Ｎｎ５

Ｍａｙ２０１０

要是通过测定Ｎｏ；被还原成Ｎｏ；时产生的还原电流的大小来反映Ｎｏ；含量。该传感器对０．４００

０．５９

ｒｅｔｏｏｌ／Ｌ时，传感器产生的电流与亚硝酸盐的

浓度成正比。传感器选择性好，抗干扰能力强。

（２）对ＳＯ：的监测

用于测定ＳＯ：的生物传感器由含亚硫酸盐氧化酶的肝微粒体和氧电极制成。该传感器测定雨水中

ｐ．ｍｏｌ／Ｌ的Ｎｏ；有较好的监测效果。在将传感器用

电泳原理作了改进，在培养基池和被监测液中放入

了电极，使得ＮＯ；能更接近敏感元件，碍到了更好

的监测效果。

（３）对酚类污染物的监测

酚类污染物属于高毒性物质，通过工业排放废

亚硫酸盐的浓度来反映大气中ＳＯ：的含量。传感器

中的微粒体在氧化亚硫酸盐的同时消耗氧，使得氧电极周围的溶解氧浓度降低，传感器产生的电流随之变化而间接反映出亚硫酸盐的浓度。该传感器准确度高，重现性好。

水进入水环境，是水环境中一个重要的监测指标。

早期用于酚类污染物监测的生物传感器是酶电极安培传感器。该传感器结构简单，检测限低，干扰少。近年来，新研制的酚类生物传感器主要有用二相生物传感系统检测溶液和有机介质中的酚；通过测荧

３生物传感器的发展前景

生物传感器的开发依赖于生物技术、生物电子学和微电子学最新成果的不断渗透和发展，在未来的研究工作中，重点以生物感受系统水平为主攻目标，未来的生物传感器将具有以下特点：

（１）功能多样化：未来的生物传感器将迸一步

光的竞争性流动免疫分析法检测４一硝基酚等酚类朽染物监测方法，都有较好的效果。

２．２生物传感器在大气环境监测中的应用

对大气环境较为常见的污染因子主要有ＮＯｘ、Ｓ０２、ＴＳＰ、Ｃ０２等，其中ＮＯｘ和Ｓ０２对大气环境的危害尤为严重，是酸雨、酸雾形成的主要原因，ＮＯｘ同

涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境检测等各

个领域。

（２）智能化与集成化：未来的生物传感器必定与计算机紧密结合，自动采集数据、处理数据，更科学、更准确地提供结果，形成检测的自动化系统。同时，芯片技术将越来越多地进入传感器领域，实现检测系统的集成化、一体化。

（３）体积小型化：随着微电子机械系统技术和纳

时还是光化学污染的主要原因。传统的环境监测方

法在对ＮＯｘ、ＳＯ：进行监测时，方法复杂，监测结果

的重现性差。因此，简单实用的生物传感器在该监

测领域也得到了较好的发展。

（１）对ＮＯｘ的监测

用于测定ＮＯ。的生物传感器由多孔气体渗透膜、固定化硝化细菌和氧电极组合而成。该传感器中硝化细菌以亚硝酸盐作为唯一的能源，其呼吸活性随亚硝酸盐的存在增加，呼吸过程导致的溶解氧浓度降低量可由氧电极检测，从而间接反映出亚硝酸盐的含量以此反映大气中ＮＯ。的含量。该传感器最低检测限为０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ，当亚硝酸盐浓度低于

米技术不断深入到传感技术领域，生物传感器将不断

微型化，各种便携式生物传感器的出现使人们在家中进行疾病诊断，在市场上直接检测食品成为可能。

（４）成本低、高灵敏度、高稳定性和高寿命：生

物传感器技术的不断进步，必然要求不断降低产品

成本，提高灵敏度、稳定性和延长寿命。

（上接第１２１页）

壅兰墼塞壁丝皇璺里！堕三茎墅鎏堡墼

ＣＷＳＢＲ在寒冷地区的运行及管理提供宝贵经验。

参考文献：

［１］张自杰，林荣忱。金儒霖．排水工程下册（第四版）［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２０００：３０６—３２２．

［２］张统．ＳＢＲ及其麦法污水处理与会用技术［Ｍ］．北

３结语

ＣＷＳＢＲ是一种非常适合中小型污水处理厂的工艺，虽然目前工程实例较少，可以预计该工艺在北

方地区将会逐步得到应用，目前中国北方已有工程

京：化学工业出版社。２００３：１９３—１９６．

［３］噙泽斌，王教球。张学洪．城市污水处理技术发展回顾与展望［Ｊ］．广西师范大学学报（自然科学版），２００４，２２（２）：６一１０．

［４］周宇，邵蔷，姚敬博．ＣＡＳＴ工艺在寒冷地区污水处理厂的应用［Ｊ】．辽宁化工，２００８，１０（５）：２５—２８．

．１３３・

实例，并且还有一部分工程正在建设中，这将为

适于寒冷地区污水处理的CWSBR工艺介绍

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

黄春， Huang Chun

黑龙江省城市规划勘测设计研究院,黑龙江,哈尔滨,150040环境科学与管理

ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT2010,35(5)

参考文献(4条)

1. 周宇;邵蓊;姚敬博 CAST工艺在寒冷地区污水处理厂的应用[期刊论文]-辽宁化工 2008(05)

2. 喻泽斌;王教球;张学洪 城市污水处理技术发展回顾与展望[期刊论文]-广西师范大学学报(自然科学版)2004(02)

3. 张统 SBR及其变法污水处理与会用技术 20034. 张自杰;林荣忱;金儒霖 排水工程下册 2000

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_bfhj201005035.aspx