污水处理厂中控室.docx
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污水处理厂中控室
中控室操作手册
部门：
运管中心分部：
中控室
编写时间：
2016 年 6 月 12 日
1 工艺简介
ESBR 工艺是在 SBR 的基础上发展起来的，即在 SBR 池内进水端增加了一
个生物选择器。
1.1 基本结构
在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，
前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可
升降的自动撇水装置。
整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期
循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，
间断排水。
1.2 工艺原理
在预反应区内，微生物
能通过酶的快速转移机理迅
速吸附污水中大部分可溶性
有机物，经历一个高负荷的
基质快速积累过程，这对进
水水质、水量、PH 和有毒有
害物质起到较好的缓冲作用，
同时对丝状菌的生长起到抑
制作用，可有效防止污泥膨
胀；随后在主反应区经历一
个较低负荷的基质降解过程。
ESBR 工艺集反应、沉淀、
排水、功能于一体，污染物
的降解在时间上是一个推流
过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物
去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。
在反应器的前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。
其工作过程可分为曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段，周期循环进行。
污水连
续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机
物被池中的微生物降解。
根据进水水质可对运行参数进行调整。
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2 工艺流程
3 工艺阶段
ESBR 工艺运行过程包括充水-曝气、沉淀、滗水、闲置四个阶段组成，具
体运行过程为：
3.1 充水-曝气阶段
由曝气装
置向反应池内
充氧，此时有
机污染物被微
生物氧化分解，
同时污水中的
NH3-N 通过微
生物的硝化作
用转化为 NO3-
-N。
边进水边
曝气，同时将
主反应区的污泥回流至生物选择区，一般回流比为 20%。
在此阶段，曝气系统
3
向反应池内供氧，一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污
泥与有机物的充分混合与接触，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解。
同
时，污水中的氨氮通过微生物的硝化作用转变为硝态氮。
3.2 沉淀阶段
此时停止曝气，微生物利用水中剩余的 DO 进行氧化分解。
反应池逐渐由
好氧状态向缺氧状态转化，开始进行反硝化反应。
活性污泥逐渐沉到池底，上
层水变清。
停止曝气，微生物继续利用水中剩余的溶解氧进行氧化分解。
随着反应池
内溶解氧的进一步降低，微生物由好氧状态向缺氧状态转变，并发生一定的反
硝化作用。
与此同时，活性污泥在几乎静止的条件下进行沉淀分离，活性污泥
沉至池底，下一个周期继续发挥作用，处理后的水位于污泥层上部，静置沉淀
使泥水分离。
3.3 滗水阶段
4
沉淀结束后，置于反应池末端的滗水器开始工作，自上而下逐渐排出上清
液。
此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化。
排水结束后滗水器自动复位。
滗水期间，污泥回流系统照常工作，其目的是提高缺氧区的污泥浓度，随污泥
回流至该区内的污泥中的硝态氮进一步进行反硝化，并进行磷的释放。
3.4 闲置阶段
闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段。
闲置阶段的时间一般比较短，主要保证滗水器在此阶段内上升至原始位置，
防止污泥流失。
实际滗水时间往往比设计时间短，其剩余时间用于反应器内污
泥的闲置以及恢复污泥的吸附能力。
4 技术特征
1.连续进水，间断排水
传统 SBR 工艺为间断进水，间断排水，而实际污水排放大都是连续或半连
续的，CASS 工艺可连续进水，克服了 SBR 工艺的不足，比较适合实际排水的
特点，拓宽了 SBR 工艺的应用领域。
虽然 ESBR 工艺设计时均考虑为连续进水，
但在实际运行中即使有间断进水，也不影响处理系统的运行。
2.运行上的时序性
ESBR 反应池通常按曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段根据时间依次进行。
3.运行过程的非稳态性
每个工作周期内排水开始时 ESBR 池内液位最高，排水结束时，液位最低，
液位的变化幅度取决于排水比，而排水比与处理废水的浓度、排放标准及生物
降解的难易程度等有关。
反应池内混合液体积和基质浓度均是变化的，基质降
解是非稳态的。
4.溶解氧周期性变化，浓度梯度高
ESBR 在反应阶段是曝气的，微生物处于好氧状态，在沉淀和排水阶段不
曝气，微生物处于缺氧甚至厌氧状态。
因此，反应池中溶解氧是周期性变化的，
氧浓度梯度大、转移效率高，这对于提高脱氮除磷效率、防止污泥膨胀及节约
能耗都是有利的。
实践证实对同样的曝气设备而言，ESBR 工艺与传统活性污
泥法相比有较高的氧利用率。
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5 主要优点
1.工艺流程简单，占地面积小，投资较低
ESBR 的核心构筑物为反应池，没有二沉池及污泥回流设备，一般情况下
不设调节池及初沉池。
因此，污水处理设施布置紧凑、占地省、投资低。
2.生化反应推动力大
ESBR 工艺从污染物的降解过程来看，当污水以相对较低的水量连续进入
ESBR 池时即被混合液稀释，因此，从空间上看 ESBR 工艺属变体积的完全混
合式活性污泥法范畴；而从 ESBR 工艺开始曝气到排水结束整个周期来看，基
质浓度由高到低，浓度梯度从高到低，基质利用速率由大到小，因此，ESBR
工艺属理想的时间顺序上的推流式反应器，生化反应推动力较大。
3.沉淀效果好
ESBR 工艺在沉淀阶段几乎整个反应池均起沉淀作用，沉淀阶段的表面负
荷比普通二次沉淀池小得多，虽有进水的干扰，但其影响很小，沉淀效果较好。
实践证明，当冬季温度较低，污泥沉降性能差时，或在处理一些特种工业废水
污泥凝聚性能差时，均不会影响 ESBR 工艺的正常运行。
实验和工程中曾遇到
SV30 高达 96%的情况，只要将沉淀阶段的时间稍作延长，系统运行不受影响。
4.运行灵活，抗冲击能力强
ESBR 工艺在设计时已考虑流量变化的因素，能确保污水在系统内停留预
定的处理时间后经沉淀排放，特别是 ESBR 工艺可以通过调节运行周期来适应
进水量和水质的变比。
当进水浓度较高时，也可通过延长曝气时间实现达标排
放，达到抗冲击负荷的目的。
在暴雨时，可经受平常平均流量 6 倍的高峰流量
冲击，而不需要独立的调节地。
多年运行资料表明，在流量冲击和有机负荷冲
击超过设计值 2－3 倍时，处理效果仍然令人满意。
而传统处理工艺虽然已设有
辅助的流量平衡调节设施，但还很可能因水力负荷变化导致活性污泥流失，严
重影响排水质量。
当强化脱氮除磷功能时，ESBR 工艺可通过调整工作周期及控制反应池的
溶解氧水平，提高脱氮除磷的效果。
所以，通过运行方式的调整，可以达到不
同的处理水质。
5.不易发生污泥膨胀
污泥膨胀是活性污泥法运行过程中常遇到的问题，由于污泥沉降性能差，
污泥与水无法在二沉池进行有效分离，造成污泥流失，使出水水质变差，严重
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时使污水处理厂无法运行，而控制并消除污泥膨胀需要一定时间，具有滞后性。
因此，选择不易发生污泥膨胀的污水处理工艺是污水处理厂设计中必须考虑的
问题。
由于丝状菌的比表面积比菌胶团大，因此，有利于摄取低浓度底物，但一
般丝状菌的比增殖速率比非丝状菌小，在高底物浓度下菌胶团和丝状菌都以较
大速率降解底物与增殖，但由于胶团细菌比增殖速率较大，其增殖量也较大，
从而较丝状菌占优势。
而 ESBR 反应池中存在着较大的浓度梯度，而且处于缺
氧、好氧交替变化之中，这样的环境条件可选择性地培养出菌胶团细菌，使其
成为曝气池中的优势菌属，有效地抑制丝状菌的生长和繁殖，克服污泥膨胀，
从而提高系统的运行稳定性。
6.适用范围广，适合分期建设
ESBR 工艺可应用于大型、中型及小型污水处理工程，比 SBR 工艺适用范
围更广泛；连续进水的设计和运行方式，一方面便于与前处理构筑物相匹配，
另一方面控制系统比 SBR 工艺更简单。
对大型污水处理厂而言，ESBR 反应池设计成多池模块组合式，单池可独
立运行。
当处理水量小于设计值时，可以在反应地的低水位运行或投入部分反
应池运行等多种灵活操作方式；由于 ESBR 系统的主要核心构筑物是 ESBR 反
应池，如果处理水量增加，超过设计水量不能满足处理要求时，可同样复制
ESBR 反应池，因此 ESBR 法污水处理厂的建设可随企业的发展而发展，它的
阶段建造和扩建较传统活性污泥法简单得多。
7.剩余污泥量小，性质稳定
传统活性污泥法的泥龄仅 2－7 天，而 ESBR 法泥龄为 25-30 天，所以污泥
稳定性好，脱水性能佳，产生的剩余污泥少。
去除 1.0kgBOD 产生 0.2～0.3kg
剩余污泥，仅为传统法的 60%左右。
由于污泥在 ESBR 反应池中已得到一定程
度的消化，一般不需要再经稳定化处理，可直接脱水。
而传统法剩余污泥不稳
定，沉降性差，必须经稳定化后才能处置。
6 注意事项
1.水量平衡
工业废水和生活污水的排放通常是不均匀的，如何充分发挥 ESBR 反应池
的作用，与选择的设计流量关系很大，如果设计流量不合适，进水高峰时水位
会超过上限，进水量小时反应池不能充分利用。
当水量波动较大时，应考虑设
置调节池。
2.控制方式的选择
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ESBR 工艺的日益广泛应用，得益于自动化技术发展及在污水处理工程中
的应用。
ESBR 工艺的特点是程序工作制，可根据进水及出水水质变化来调整
工作程序，保证出水效果。
整套控制系统可采用现场可编程控制（PLC）与微
机集中控制相结合，同时为了保证 ESBR 工艺的正常运行，所有设备采用手动/
自动两种操作方式，后者便于手动调试和自控系统故障时使用，前者供日常工
作使用。
3.曝气方式的选择
ESBR 工艺可选择多种曝气方式，但在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的
曝气形式，如穿孔管、水下曝气机、伞式曝气器、螺旋曝气器等。
采用微孔曝
气时应采用强度高的橡胶曝气盘或管，当停止曝气时，微孔闭合，曝气时开启，
不易造成微孔堵塞。
此外，由于 ESBR 工艺自身的特点，选用水下曝气机还可
根据其运行周期和 DO 等情况适当开启不同的台数，达到在满足废水要求的前
提下节约能耗的目的。
4.排水方式的选择
ESBR 工艺的排水要求与 SBR 相同，当前，常用的设备为旋转式撇水机，
其优点是排水均匀、排水量可调节、对底部污泥干扰小，又能防止水面漂浮物
随水排出。
ESBR 工艺沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可能均匀排出，不
能扰动沉淀在池底的污泥层，同时，还应防止水面的漂浮物随水流排出，影响
出水水质。
当前，常见的排水方式有固定式排水装置如沿水池不同深度设置出
水管，从上到下依次开启，优点是排水设备简单、投资少，缺点是开启阀门多、
排水管中会积存部分污泥，造成初期出水水质差。
浮动式排水装置和旋转式排
水装置虽然价格高，但排水均匀、排水量可调、对底部污泥干扰小，又能防止
水面漂浮物随出水排出，因此，这两种排水装置当前应用较多，尤其旋转式排
水装置，又称滗水器，以操作灵活、运行稳定性高等优点受到设计人员和用户
的青睐。
5.需要注意的其它问题
①冬季或低温对 ESBR 工艺的影响及控制；
②排水比的确定；
③雨季对池内水位的影响及控制；
④排泥时机及泥龄控制；
⑤预反应区的大小及反应池的长宽比；
⑥间断排水与后续处理构筑物的高程及水量匹配问题。
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7. 各构筑物的作用
7.1 调节池
工业企业由于生产工艺的原因，在不同工段、不同时间所排放的污水差别
很大，尤其是操作不正常或设备产生泄漏时，污水的水质就会急剧恶化，水量
也大大增加，往往会超出污水处理设备的正常处理能力；城市污水，尤其是学
校、居民小区等人员集中的地方，由于用水量和排入污水中杂质的不均匀性，
也会使得其污水流量或浓度在一昼夜内有较大的变化。
这些问题都会给处理操
作带来很大的麻烦，使污水处理设施难以维持正常操作。
因此，对于特征上波
动比较大的污水，有必要在污水进入处理主体之前，先将污水导入调节池进行
均和调节处理，使其水量和水质都比较稳定，这样就可为后续的水处理系统提
供一个稳定和优化的操作条件。
具体说来，调节的作用主要体现在以下几个方面：
1.提供对污水处理负荷的缓冲能力，防止处理系统负荷的急剧变化；
2.减少进入处理系统污水流量的波动，使处理污水时所用化学品的加料速
率稳定，适合加料设备的能力；
3.在控制污水的 pH 值、稳定水质方面，可利用不同污水自身的中和能力，
减少中和作用中化学品的消耗量；
4.防止高浓度的有毒物质直接进入生物化学处理系统；
5.当工厂或其他系统暂时停止排放污水时，仍能对处理系统继续输入污水，
保证系统的正常运行。
7.2 粗格栅（2 个）
粗格栅是用来去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证
后续处理设施能正常运行。
粗格栅是由一组（或多组）相平行的金属栅条与框架
组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗
大的悬浮物及杂质。
格栅截留的污染物的处置方法有：
填埋、焚烧（820℃以上）以及堆肥等也可
将栅渣粉碎后再返回废水中，作为可沉固体进入初沉污泥。
粉碎机应设置在沉
砂池后，以免大的无机颗粒损坏粉碎机。
此外，大的破布和织物在粉碎前应先
去除。
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7.3 提升泵（3 台）
污水提升泵是一种集泵、电机、壳体、控制系统于一体的泵类产品属性：
由密闭外壳、水泵以及液位控制系统三部分组成。
属机电一体化产品，电机与
水轮共用同一轴（转子）整个水泵长度短，结构紧凑。
是用来提升污水的泵站，
作用是为后续的工艺提供水流动力。
一般来说，污水提升的高度是从污水处理
后排放的尾水的高程，减去水头损失，倒推计算出来的。
本厂提升泵使用的是
44KW 的离心水泵。
特点：
配备多种保护装置,保证污水泵运行可靠,其主要部件如下：
1、信号
线路；2、全保水泵控制柜。
（作用：
对水泵进行全方位保护，如漏水、断相、
短路、过热、过载等现象）
7.4 细格栅（2 个）
细格栅是一种可连续清除流体中杂物的固液分离设备，主要去除水中一些
细小的颗粒及悬浮物。
7.5 沉砂池（2 个）
沉砂池一般是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施。
分离的
沉淀物质多为颗粒较大的砂子，沉淀物质比重较大，无机成分高，含水量低。
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。
污水中的砂如果不预先
沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。
虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小,但其作用却
不可忽视。
若取消沉砂池,大量砂粒将进入后续各处理单元,给污水厂的正常运行
带来诸多隐患：
①砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损,缩短使用寿命。
②排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞,进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。
③对于不设初沉池的处理工艺（如氧化沟、ESBR、CASS 等）或实际运行中
由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,大量砂粒将直接进入生化池沉积,导
致生化池有效容积的减少,同时还会对曝气器产生不利影响。
④砂粒进入污泥消化池中,将减少有效容积,缩短清理周期。
⑤污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。
砂粒进入带式脱
10
水机会加剧滤布的磨损,缩短更换周期,同时会影响絮凝效果,降低污泥成饼率。
近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速
离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。
7.6 反应区
1.厌氧生物选择区
污水经过沉沙池的处理之后，依靠自身重力和水泵的加压作用进入生化池，
首先经过厌氧生物选择区,通过主反应区污泥的回流并与进水混合,不仅充分利
用了活性污泥的快速吸附作用而且加速对溶解性底物的去除并对难降解有机物
起到良好的水解作用,同时可使污泥中的磷在厌氧条件下得到有效的释放。
生物
选择区还可以有效地抑制丝状菌的大量繁殖，克服污泥膨胀，提高系统的稳定
性。
在生物选择区中，污泥回流液中存在的少量硝酸盐氮（约为 2mg/L）可得
到反硝化，反硝化量可到达整个系统反硝化量的 20%左右。
选择器可定容运行，
亦可变容运行，多池系统中的进水配水池也可用作选择器。
2.兼氧区
污水经过厌氧区的缓冲和处理进入兼氧区，兼氧区不仅具有辅助厌氧或兼
氧条件下运行的生物选择区对进水水质水量变化起缓冲作用，同时还具有促进
磷的进一步释放和强化氮的反硝化作用，同时在兼氧区底部有曝气盘装置为好
氧生物提供充足的溶解氧。
3.好氧区
好氧区又称为主反应区，该反应区则是最终去除有机底物的主要场所。
运
行过程中将主反应区的曝气强度以及曝气池中溶解氧强度加以控制，使反应区
内处于好氧状态，以利于污泥絮体的外部有一个好氧的生物环境，从而保证了
主反应区有机污染物的降解以及同步硝化作用。
该区的底部设置有大量的曝气
盘，曝气盘通过连接鼓风机的冷却管进行曝气。
4.搅拌器
搅拌器适用于搅拌含有悬浮物的污水、稀泥浆等。
在污水处理的厌氧池安
装搅拌器的目的是让污泥和污水充分接触混合。
在生化池的厌氧选择池里设置
有搅拌器，使得池低的污泥不至于长期的处于缺氧状态而发污泥膨胀、污泥解
体等问题。
5.滗水器
污水在生化池里经过曝气、沉淀之后需要将沉淀后的上清液排出池子。
此
时需要利用滗水器进行排放。
排水时滗水器自动降到设定好的水位处，待排水
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完成后滗水器自动的升到原来的位置。
7.7 消毒设施
随着城市污水处理厂污染物排放标准对水质消毒的要求，以及再生水水质
标准对水质消毒的要求，新建污水处理厂以及再生水厂必须配套建设消毒设施。
目前消毒的主要方式有加氯、二氧化氯和紫外线消毒。
本污水厂设置加药间，用 ClO2 对出水进行消毒，另外设置灯管紫外线消毒。
7.8 脱泥间
污泥在生化池进行沉淀后会由池底的潜污泵抽到污泥浓缩池，污泥浓缩池
经过再一次的沉淀，将上清液溢出后继续向污泥浓缩池抽送污泥，直到该池满
后进行污泥脱水，脱完水的泥由专门的运泥车拉出处理区。
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