【詳解】IBR污水處理工藝
IBR（Continuous-flow Intermission Biological Reactor）技術(shù)，即連續流一體化間歇生物反應技術(shù)，是一種集厭氧、兼氧、好氧反應及沉淀于一體的連續進(jìn)出水的周期循環(huán)活性污泥法。
該技術(shù)是針對我國城鎮污水有機物負荷較低、氮和磷濃度較高的特點(diǎn)，特別研發(fā)的節能型城鎮污水生物處理技術(shù)，并通過(guò)國家科學(xué)技術(shù)部的成果驗收。通過(guò)幾年的工程應用完善與發(fā)展，該技術(shù)已經(jīng)成為適合城鎮污水處理的成熟技術(shù)。
（1）技術(shù)來(lái)源和背景
IBR技術(shù)源自國家“十五”863重大科技專(zhuān)項中的高新技術(shù)研究課題：1）“城市污水生物/生態(tài)處理技術(shù)與示范”（編號：2003 AA60 1110）；2）“污水生物--生態(tài)處理技術(shù)集成與設備成套化”（編號：2005 AA601060）的成果，系該項目研發(fā)的系列技術(shù)中的核心技術(shù)，通過(guò)了國家科學(xué)技術(shù)部的成果驗收。
（2）基本原理
IBR生物處理工藝是一種集厭氧、兼氧、好氧反應及沉淀于一體的連續進(jìn)出水的，間歇曝氣的周期循環(huán)活性污泥法。通過(guò)調節曝停比營(yíng)造出污水在反應池中的多級A/A/O狀態(tài)，使污水在反應池中處于較好的狀態(tài)的脫氮除磷工況，以最大限度地去除氮和磷。根據原污水水質(zhì)、水量、水溫、季節變化調節生物反應池曝、攪、沉周期，從而實(shí)現生物反應池曝量較小且較大限度的脫氮除磷，系統整體節能的目的，是低能耗脫氮除磷先進(jìn)技術(shù)。
通過(guò)多年的研究加實(shí)踐，已經(jīng)形成了包括生化反應動(dòng)力學(xué)、絮凝動(dòng)力學(xué)和沉降動(dòng)力學(xué)的完善的理化體系。它同時(shí)兼具按空間分割的連續流活性污泥法及按時(shí)間進(jìn)行分割的間歇性活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。
IBR工藝流程簡(jiǎn)單，分期建設設計簡(jiǎn)單，根據需要調整設計可滿(mǎn)足出水達到《城市污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》GB18918-2002中不同排放標準要求（如一級B、一級A、或回用水標準）。
2、IBR的技術(shù)特點(diǎn)
IBR工藝與其他工藝相比，具有較大的優(yōu)勢?？萍疾框炇战Y論：技術(shù)水平為國內專(zhuān)業(yè)國際先進(jìn)。
與A20、氧化溝等空間系列的連續流活性污泥法相比，省去了污泥及混合液回流、獨立設置二沉池等環(huán)節，因而節省運行能耗及減少相關(guān)設施。
與SBR、CASS等時(shí)間系列的間歇流活性污泥法相比，具備連續進(jìn)出水的特點(diǎn)，省去了潷水器，提高處理設施的利用效率，并減少了提升水頭。節省基建投資，處理能耗低。
其優(yōu)勢總結為以下幾個(gè)方面。
（1） 構筑物少，節省用地
由于其連續進(jìn)出水的特性，IBR池可方便地與平流沉砂池
及后續的消毒渠合建，整個(gè)污水處理廠(chǎng)工藝構筑物只有二座：調節池、IBR綜合池。因此，流程布置順暢，平面簡(jiǎn)潔，用地節省。其較低占地指標為0.5-0.8 M2 / M3 ﹒d-1 ，遠低于《小城鎮污水處理工程項目建設標準》的1.0-1.5 M2 / M3 ﹒d-1。
各種工藝生產(chǎn)構筑物對比表
生產(chǎn)構筑物
建筑物名稱(chēng)
工藝名稱(chēng)
IBR
時(shí)間系列
空間系列
A2/O
A/O
氧化溝
SBR、ICEAS、UNITANK
1、調節池
2、IBR綜合池
3、污泥脫水間
4、辦公室
1、調節池
2、初沉池
3、缺氧池
4、厭氧池
5、好氧池
6、二沉池
7、消毒池
8、鼓風(fēng)機房
9、污泥脫水間
10、辦公室
1、調節池
2、初沉池
3、厭氧池
4、好氧池
5、二沉池
6、消毒池
7、鼓風(fēng)機房
8、污泥脫水間
9、辦公室
1、調節池
2、氧化溝
3、二沉池
4、消毒池
5、污泥脫水間
6、鼓風(fēng)機房
7、辦公室
1、調節池
2、SBR組池
（一組四池）
（或ICEAS）
（UNITANK）
3、消毒池
4、污泥脫水間
5、控制室
6、鼓風(fēng)機房
7、辦公室
（2） 機電設備少、能量消耗低、運行費用低
IBR工藝 需要配備的機電設備非常少，IBR綜合反應池內機電
設備只配備激波傳質(zhì)器配套水泵和潛水攪拌器，調節池中配備提升泵和粗格柵，污泥間配備污泥濃縮設備。
系統內的動(dòng)力設備只有潛污泵與攪拌設備，所需的能耗為污水
提升、IBR生物反應池內維持兩種模式運行所耗的電能，能耗非常低。
就整個(gè)污水處理廠(chǎng)系統而且，除了IBR池的能耗之外，不存在污泥回流和混合液回流能耗，只有提升泵站能耗及污泥濃縮所需能耗。由于連續進(jìn)出水的特性，IBR池進(jìn)出水水頭相差小。污水處理系統配置的集中自控系統可以根據原污水水質(zhì)，靈活地控制IBR的運行模式，在保證出水水質(zhì)的前提下，使工藝的能量消耗較小化。
（3）控制簡(jiǎn)單
工藝設備少，同時(shí)IBR內的激波傳質(zhì)器及潛水攪拌器設備只
須按照時(shí)間控制其開(kāi)停，沒(méi)有復雜的反饋及執行元件，提升系統也僅須按照液位調整水泵的運行狀態(tài)，因此，IBR工藝專(zhuān)用控制系統采用簡(jiǎn)單PLC控制加液位控制裝置即可達到自控目的，操作管理非常簡(jiǎn)單，所需操作管理人員少。
(4)運行無(wú)噪音
系統內的動(dòng)力設備只有潛污泵與攪拌設備，且這些設備淹沒(méi)在水中運行，運行的聲音很小，無(wú)其它產(chǎn)生噪音的動(dòng)力設備，全系統處于交凈音運行狀態(tài)，對周?chē)沫h(huán)境沒(méi)有噪音污染。
(5)設備保質(zhì)時(shí)間長(cháng)
污水處理廠(chǎng)核心的設備就是曝氣設備。IBR污水處理廠(chǎng)中的
激波傳質(zhì)曝氣器為全球同類(lèi)唯一保質(zhì)十年的產(chǎn)品。其它工藝曝氣設備在使用過(guò)程中需要經(jīng)常維護維修，甚至三五年需要更新，造成后期的維護維修成本高。
該技術(shù)具有“三低一少”即建設投資低、運行費用低、管理要求低，占地面積少的特點(diǎn)。
3、IBR在全國的應用情況
IBR污水處理技術(shù)已在全國14個(gè)省份總計超過(guò)200個(gè)項目中設計采用，穩居市場(chǎng)占有率第一。已建成和在建的IBR鄉鎮污水處理項目60多個(gè)，屬全國較多。IBR污水廠(chǎng)被評為省級和國家級鄉鎮污水示范項目。
IBR在多個(gè)省份被有關(guān)部門(mén)高度重視并行文推薦，例如貴州省住建廳、環(huán)保廳聯(lián)合發(fā)布的技術(shù)指南中推薦IBR，湖北人大調研出文肯定IBR。IBR被廣泛應用在“南水北調”庫區、“山峽庫區” 等國家重點(diǎn)流域項目中，省級的重點(diǎn)項目也廣泛采用，例如廣西“漓江流域”、“九州江重點(diǎn)流域”有80%以上采用IBR。
IBR與傳統工藝的比較
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對比項目 |
IBR工藝 |
空間系統生物法 |
時(shí)間系統生物法 |
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A/O、A2 /O、氧化溝、AB法等 |
SBR、CASS、ICEAS、UNITANK等 |
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工藝原理 |
規模調節 |
不同水質(zhì)、水量隨時(shí)可調 |
不同水質(zhì)、水量難調 |
不同水質(zhì)、水量難調 |
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脫氮除磷 |
低溶解氧同步硝化和反硝化 |
普通硝化和反硝化 |
普通硝化和反硝化 |
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曝氣原理 |
激波傳質(zhì)，提高曝氣效率 |
鼓風(fēng)機曝氣，噪音大效率低 |
鼓風(fēng)機曝氣，噪音大效率低 |
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污泥濃度 |
造膜反應，低至700mg/1可穩定 |
造粒反應，2000mg/1以上穩定 |
造粒反應，2000mg/1以上穩定 |
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工程投資 （省20%） |
反應池 |
反應、沉淀、消毒一體化 |
厭氧、好氧分池或分區 |
不能單吃設計、不能連續進(jìn)出水 |
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沉淀構筑物 |
無(wú)需獨立二沉池 |
需獨立二沉池 |
半放空沉淀，池體部分閑置 |
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沉淀設備 |
無(wú)需刮泥機 |
需設刮泥機 |
需設潷水器 |
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回流設備 |
無(wú)需回流泵 |
需設污泥和混合液回流泵 |
無(wú)需回流泵 |
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控制系統 |
簡(jiǎn)單 |
較復雜 |
復雜 |
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曝氣系統 |
激波傳質(zhì)器曝氣保修十年 |
效率逐步降低，國產(chǎn)3年需更換 |
效率逐步降低，國產(chǎn)4年需更換 |
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鼓風(fēng)機房 |
無(wú)需 |
需鼓風(fēng)機房 |
需鼓風(fēng)機房 |
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運行成本 （省30%） |
曝氣效率 |
激波傳質(zhì)器曝氣效率可達35% |
傳統曝氣效率15-25% |
傳統曝氣效率15-25% |
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需溶解氧濃度 |
低溶解氧0.5-2.0mg/1 |
溶解氧2-4mg/1 |
溶解氧2-4 mg/1 |
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曝氣量控制 |
根據需要曝氣設備臺數 |
曝氣設備只能全開(kāi) |
曝氣設備只能全開(kāi) |
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規模調節 |
根據實(shí)際調節規模 |
不能調節規模 |
不能調節規模 |
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維護維修 |
激波傳質(zhì)器曝氣保修十年 |
效率逐步降低，3年內均發(fā)生維修 |
效率逐步降低，3年內均發(fā)生維修 |
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設備大修 |
激波傳質(zhì)器曝氣保修十年 |
普通曝氣器基本5年換 |
普通曝氣器基本5年換 |
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人員配備 |
實(shí)際1人可輕松管理 |
2-3人 |
2-3人 |
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占地面積 （省50%） |
每噸/天占地 |
0.5-0.8平方米 |
0.8-1.5平方米 |
0.8-1.2平方米 |
