SBR工藝總結

摘要： SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同，SBR技術採(cǎi)用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩态生化反應，靜置理想沉澱替代傳統的動态沉澱。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於(yú)一池，無污泥回流系統。

    關鍵詞(cí)
： SBR工藝 污水處(chù)理技術

　　SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同
，SBR技術採(cǎi)用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩定生化反應替代穩态生化反應，靜置理想沉澱替代傳統的動态沉澱。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化
、初沉、生物降解、二沉等功能於(yú)一池，無污泥回流系統。正是SBR工藝這些特殊性使其具有以下優點：

　　1、 理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池内厭氧、好氧處(chù)於(yú)交替狀态
，淨化效果好。

　　2、 運行效果穩定，污水在理想的靜止狀态下沉澱(diàn)，需要時間(jiān)短、效率高，出水水質好。

　　3、 耐沖(chōng)擊負荷，池内有滞留的處(chù)理水，對污水有稀釋、緩沖(chōng)作用，有效抵抗水量和有機污物的沖(chōng)擊。

　　4、 工藝過(guò)程中的各工序可根據水質、水量進行調(diào)整，運行靈活。

　　5、 處理設備(bèi)少，構造簡單，便於(yú)操作和維護管理。

　　6、 反應(yīng)池内存在DO、BOD5濃(nóng)度梯度，有效控制活性污泥膨脹。

　　7、 SBR法系統本身也适合於(yú)組合式構造方法，利於(yú)廢水處理廠(chǎng)的擴建和改造
。

　　8、 脫氮除磷，适當(dāng)控制運行方式，實(shí)現好氧、缺氧

、厭氧狀态交替，具有良好的脫氮除磷效果。

　　9、 工藝流程簡單、造價低。主體設備(bèi)隻有一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系統，調節池、初沉池也可省略，布置緊湊(còu)、占地面積省。

　　SBR系統(tǒng)的适用範(fàn)圍

　　由於(yú)上述技術特點，SBR系統進一步拓寬瞭(le)活性污泥法的使用範圍。就近期的技術條件，SBR系統更适合以下情況：

　　 1) 中小城鎮生活污水和廠(chǎng)礦企業的工業廢水，尤其是間歇排放和流量變(biàn)化較大的地方。

　　 2) 需要較高出水水質的地方，如風(fēng)景遊覽區、湖泊和港灣等，不但要去除有機物，還(hái)要求出水中除磷脫氮，防止河湖富營養化。

　　 3) 水資源緊缺的地方。SBR系統可在生物處(chù)理後進行物化處(chù)理，不需要增加設施，便於(yú)水的回收利用。

　　 4) 用地緊(jǐn)張(zhāng)的地方。

　　 5) 對已建連續流污水處(chù)理廠(chǎng)的改造等。

　　 6) 非常适合處(chù)理小水量，間歇排放的工業廢水與分散點(diǎn)源污染的治理。

　　SBR設計要點(diǎn)、主要參(cān)數

　　SBR設計要點

　　1、運(yùn)行周期（T）的確(què)定

　　SBR的運行周期由充水時間、反應時間、沉澱時間、排水排泥時間和閑置時間來確(què)定。充水時間（tv）應有一個最優值。如上所述，充水時間應根據具體的水質及運行過程中所採用的曝氣方式來確(què)定。當採用限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較高時，充水時間應适當取長一些；當採用非限量曝氣方式及進水中污染物的濃度較低時，充水時間可适當取短一些
。充水時間一般取1～4ｈ。反應時間（tR）是確(què)定SBR 反應器容積的一個非常主要的工藝設計參數，其數值的確(què)定同樣取決於(yú)運行過程中污水的性質、反應器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對於(yú)生活污水類易處理廢水，反應時間可以取短一些，反之對含有難降解物質或有毒物質的廢水，反應時間可适當取長一些。一般在2～8h。沉澱排水時間（tS+D）一般按2～4h設計
。閑置時間（tE）一般按2h設計。

一個(gè)周期所需時間(jiān)tC≥tR﹢tS﹢tD

　　周期數(shù) n﹦24／tC

　　2、反應池容積(jī)的計(jì)算

　　假設每個(gè)系列的污水量爲q，則在每個(gè)周期進入各反應池的污水量爲q/n·N。各反應池的容積(jī)爲：

　　V:各反應池的容量

　　1/m：排出比

　　n：周期數(shù)（周期/d）

　　N:每一系列的反應(yīng)池數(shù)量

　　q：每一系列的污水進(jìn)水量（設計(jì)最大日污水量）（m3/d）

　　3、曝氣系統

　　序批式活性污泥法中，曝氣裝置的能力應是在規定的曝氣時間内能供給的需氧量，在設計中，高負(fù)荷運行時每單(dān)位進水BOD爲0.5～1.5kgO2/kgBOD，低負(fù)荷運行時爲1.5～2.5kgO2/kgBOD。

　　在序批式活性污泥法中，由於(yú)在同一反應池内進行活性污泥的曝氣和沉澱(diàn)，曝氣裝置必須是不易堵塞的，同時考慮反應池的攪拌性能。常用的曝氣系統有氣液混合噴射式、機械攪拌式、穿孔曝氣管、微孔曝氣器，一般選射流曝氣，因其在不曝氣時尚有混合作用，同時避免堵塞。

　　4、排水系統

　　⑴上清液排除出裝置應能在設定的排水時間(jiān)内，活性污泥不發(fā)生上浮的情況下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。

　　⑵爲(wèi)預防上清液排出裝置的故障，應設(shè)置事故用排水裝置。

　　⑶在上清液排出裝置中，應設有防浮渣流出的機(jī)構(gòu)。

　　序批式活性污泥的排出裝置在沉澱排水期，應排出與活性污泥分離的上清液，並(bìng)且具備(bèi)以下的特征：

　　 1) 應能既不擾動(dòng)沉澱(diàn)的污泥，又不會使污泥上浮，按規定的流量排出上清液。（定量排水）

　　 2) 爲獲得分離後清澄的處理水，集水機構應盡量靠近水面，並(bìng)可随上清液排出後的水位變(biàn)化而進行排水。（追随水位的性能）

　　 3) 排水及停止排水的動(dòng)作應平穩進行，動(dòng)作準確(què)，持久可靠。（可靠性）

　　排水裝置的結構(gòu)形式
，根據升降的方式的不同，有浮子式、機(jī)械式和不作升降的固定式。

　　5、排泥設備

　　設計污泥幹(gàn)固體量=設計污水量×設計進水SS濃度×污泥産(chǎn)率／1000

　　在高負(fù)荷運行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d)時污泥産(chǎn)量以每流入1 kgSS産(chǎn)生1 kg計算，在低負(fù)荷運行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d)時以每流入1 kgSS産(chǎn)生0.75 kg計算
。

　　在反應池中設置簡易的污泥濃縮槽，能夠獲得2～3%的濃縮污泥。由於(yú)序批式活性污泥法不設初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應採(cǎi)用不易堵塞的泵型。

　　SBR設計主要參數

　　序批式活性污泥法的設計參(cān)數，必須考慮處理廠的地域特性和設計條件（用地面積、維護管理、處理水質指标等）适當的確(què)定
。

　　用於(yú)設施設計的設計參(cān)數應以下值爲準：

　　項 目 參 數

　　BOD-SS負(fù)荷(kg-BOD/kg-ss·d) 0.03～0.4

　　MLSS(mg/l) 1500～5000

　　排出比(1/m) 1/2～1/6

　　安全高度ε(cm)(活性污泥界面以上的最小水深) 50以上

　　序批式活性污泥法是一種根據有機負荷的不同而從(cóng)低負荷（相當於(yú)氧化溝法）到高負荷（相當於(yú)标準活性污泥法）的範圍内都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷，由於(yú)将曝氣時間作爲反應時間來考慮，定義公式如下：

　　QS：污水進(jìn)水量（m3/d）

　　CS：進(jìn)水的平均BOD5(mg/l)

　　CA：曝氣(qì)池内混合液平均MLSS濃(nóng)度(mg/l)

　　V：曝氣池容積

　　e：曝氣(qì)時間(jiān)比 e=n·TA/24

　　n:周期數 TA:一個(gè)周期的曝氣時間(jiān)

　　序批式活性污泥法的負荷條件是根據每個周期内，反應池容積對污水進水量之比和每日的周期數來決定，此外，在序批式活性污泥法中，因池内容易保持較好的MLSS濃度，所以通過MLSS濃度的變化
，也可調節有機物負荷。進一步說，由於曝氣時間容易調節，故通過改變曝氣時間，也可調節有機物負荷。
在脫氮和脫硫爲對象時，除瞭有機物負荷之外，還必須對排出比、周期數、每日曝氣時間等進行研究。

　　在用地面積受限制的設施中，适宜於(yú)高負荷運行，進水流量小負荷變化大的小規模設施中，最好是低負荷運行。因此，有效的方式是在投産初期按低負荷運行，而随著(zhe)水量的增加，也可按高負荷運行。

　　不同負(fù)荷條(tiáo)件下的特征

　　有機(jī)物負(fù)荷條件（進水條件） 高負(fù)荷運行 低負(fù)荷運行

　　間(jiān)歇進(jìn)水 間(jiān)歇進(jìn)水
、連續

　　運行條(tiáo)件 BOD-SS負(fù)荷（kg-BOD/kg-ss·d） 0.1～0.4 0.03～0.1

　　周期數(shù) 大（3～4） 小（2～3）

　　排出比 大 小

　　處(chù)理特性 有機(jī)物去除 處(chù)理水BOD<20mg/l 去除率比較高

　　脫氮 較低 高

　　脫磷 高 較低

　　污泥産量 多 少

　　維護管理 抗負荷變(biàn)化性能比低負荷差 對(duì)負荷變(biàn)化的适應性強，運行的靈活性強

　　用地面積(jī) 反應池容積(jī)小，省地 反應池容積(jī)較(jiào)大

　　适用範圍 能有效地處理中等規模以上的污水，适用於(yú)處理規模約爲2000m3/d以上的設施 适用於(yú)小型污水處理廠(chǎng)，處理規模約爲2000m3/d以下，适用於(yú)不需要脫氮的設施

　　SBR設(shè)計(jì)需特别注意的問題

　　（一）主要設(shè)施與設(shè)備(bèi)

　　1、設施的組成

　　本法原則上不設初次沉澱池，本法應用於(yú)小型污水處理廠(chǎng)的主要原因是設施較簡單和維護管理較爲集中

　　爲适應流量的變化，反應池的容積應留有餘量或採(cǎi)用設定運行周期等方法。但是，對於(yú)遊覽地等流量變化很大的場合，應根據維護管理和經濟條件，研究流量調節池的設置。

　　2、反應池

　　反應池的形式爲完全混合型，反應池十分緊湊，占地很少。形狀以矩形爲準，池寬與池長(zhǎng)之比大約爲1：1～1：2，水深4～6米。 反應池水深過深，基於(yú)以下理由是不經濟的：①如果反應池的水深大，排出水的深度相應增大，則固液分離所需的沉澱時間就會增加
。②專用的上清液排出裝置受到結構上的限制，上清液排出水的深度不能過深。

　　反應池水深過淺，基於(yú)以下理由是不希望的：①在排水期間
，由於(yú)受到活性污泥界面以上的最小水深限制，上清液排出的深度不能過深。②與其他相同BOD—SS負荷的處(chù)理方式相比，其優點是用地面積較少。

　　反應池的數量，考慮清洗和檢修等情況，原則上設2個(gè)以上。在規模較小或投産(chǎn)初期污水量較小時，也可建一個(gè)池。

　　3、排水裝置

　　排水系統是SBR處理工藝設計的重要内容，也是其設計中最具特色和關系到系統運行成敗(bài)的關鍵部分。目前，國内外報(bào)道的SBR排水裝置大緻可歸納爲以下幾種：⑴潛水泵單點或多點排水。這種方式電耗大且容易吸出沉澱污泥；⑵池端（側）多點固定閥門排水，由上自下開啓閥門。缺點操作不方便，排水容易帶泥；⑶專用設備滗水器。滗水器是是一種能随水位變化而調節的出水堰，排水口淹沒在水面下一定深度，可防止浮渣進入。理想的排水裝置應滿足以下幾個條件：①單位時間内出水量大，流速小，不會使沉澱污泥重新翻起；②集水口随水位下降，排水期間始終保持反應當中的靜止沉澱狀态；③排水設備堅固耐用且排水量可無級調控，自動化程度高。

　　在設定一個(gè)周期的排水時間(jiān)時，必須注意以下項目：

　　①上清液排出裝置的溢流負荷——確(què)定需要的設備(bèi)數量；

　　②活性污泥界面上的最小水深——主要是爲瞭(le)防止污泥上浮，由上清液排出裝置和溢流負荷確(què)定，性能方面，水深要盡可能小；

　　③随著(zhe)上清液排出裝置的溢流負荷的增加
，單位時間的處(chù)理水排出量增大，可縮短排水時間，相應的後續處(chù)理構築物容量須擴大；

　　④ 在排水期，沉澱的活性污泥上浮是發生在排水即将結束的時候，從沉澱工序的中期就開始排水符合SBR法的運行原理。
SBR工藝的需氧與供氧

　　SBR工藝有機物的降解規律與推流式曝氣池類似，推流式曝氣池是空間（長度）上的推流，而SBR反應池是時間意義上的推流。由於SBR工藝有機物濃度是逐漸變化的，在反應初期，池内有機物濃度較高
，如果供氧速率小於耗氧速率，則混合液中的溶解氧爲零，對單一的微生物而言，氧氣的得到可能是間斷的，供氧速率決定瞭(le)有機物的降解速率。随著(zhe)好氧進程的深入，有機物濃度降低，供氧速率開始大於耗氧速率，溶解氧開始出現，微生物開始可以得到充足的氧氣供應，有機物濃度的高低成爲影響有機物降解速率的一個重要因素。從耗氧與供氧的關系來看，在反應初期SBR反應池保持充足的供氧，可以提高有機物的降解速度，随著(zhe)溶解氧的出現，逐漸減少供氧量，可以節約運行費用，縮短反應時間。SBR反應池通過曝氣系統的設計，採用漸減曝氣更經濟、合理一些。

　　SBR工藝(yì)排出比（1/m）的選(xuǎn)擇

　　SBR工藝排出比（1/m）的大小決定瞭(le)SBR工藝反應初期有機物濃度的高低。排出比小，初始有機物濃度低
，反之則高。根據微生物降解有機物的規律，當有機物濃度高時
，有機物降解速率大，曝氣時間可以減少。但是，當有機物濃度高時，耗氧速率也大，供氧與耗氧的矛盾可能更大
。此外，不同的廢水活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉澱後上清液就多，宜選用較小的排出比，反之則宜採(cǎi)用較大的排出比。排出比的選擇還與設計選用的污泥負荷率、混合液污泥濃度等有關。

　　SBR反應(yīng)池混合液污泥濃(nóng)度

　　根據活性污泥法的基本原理，混合液污泥濃度的大小決定瞭(le)生化反應器容積的大小。SBR工藝也同樣如此，當混合液污泥濃度高時，所需曝氣反應時間就短，SBR反應池池容就小，反之SBR反應池池容則大。但是，當混合液污泥濃度高時，生化反應初期耗氧速率增大，供氧與耗氧的矛盾更大。此外，池内混合液污泥濃度的大小還決定瞭(le)沉澱時間。污泥濃度高需要的沉澱時間長(zhǎng)，反之則短。當污泥的沉降性能好，排出比小，有機物濃度低，供氧速率高，可以選用較大的數值，反之則宜選用較小的數值。SBR工藝混合液污泥濃度的選擇應綜合多方面的因素來考慮。

　　關於(yú)污泥負(fù)荷率的選擇

　　污泥負荷率是影響曝氣反應時間的主要參數，污泥負荷率的大小關系到SBR反應池最終出水有機物濃度的高低。當要求的出水有機物濃度低時，污泥負荷率宜選用低值；當廢水易於(yú)生物降解時，污泥負荷率随著(zhe)增大。污泥負荷率的選擇應根據廢水的可生化性以及要求的出水水質來確定。

　　SBR工藝與調(diào)節(jié)、水解酸化工藝的結合

　　SBR工藝採(cǎi)用間歇進水、間歇排水，SBR反應池有一定的調節功能，可以在一定程度上起到均衡水質、水量的作用。通過供氣系統、攪拌系統的設計，自動控制方式的設計，閑置期時間的選擇，可以将SBR工藝與調節
、水解酸化工藝結合起來，使三者合建在一起，從(cóng)而節約投資與運行管理費用。

　　在進水期採(cǎi)用水下攪拌器進行攪拌，進水電動閥的關閉採(cǎi)用液位控制，根據水解酸化需要的時間確(què)定開始曝氣時刻，将調節、水解酸化工藝與SBR工藝有機的結合在一起。反應池進水開始作爲閑置期的結束則可以使整個系統能正常運行。具體操作方式如下所述：

　　進水開始既爲閑置結束，通過(guò)上一組SBR池進水結束時間(jiān)來控制；

　　進水結束通過液位控制，整個(gè)進水時間可能是變(biàn)化的。

　　水解酸化時間由進水開始至曝氣反應開始，包括進水期，這段時間可以根據水量的變化情況與需要的水解酸化時間來確(què)定，不小於(yú)在最小流量下充滿SBR反應池所需的時間。

　　曝氣反應開始既爲水解酸化攪拌結束，曝氣反應時間(jiān)可根據計(jì)算得出。

　　沉澱時間根據污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定，它的開始即爲曝氣反應的結束。
排水時間由滗水器的性能決定，滗水結束可以通過液位控制。

　　閑置期的時間選擇是調節、水解酸化及SBR工藝結合好壞的關鍵。閑置時間的長短應根據廢水的變(biàn)化情況來確(què)定，實際運行中，閑置時間經常變(biàn)動。通過閑置期間的調整，将SBR反應池的進水合理安排，使整個系統能正常運轉，避免整個運行過程的紊亂。

　　SBR調(diào)試(shì)程序及注意事項

　　（一） 活性污泥的培養(yǎng)馴(xún)化

　　SBR反應池去除有機(jī)物的機(jī)理與普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群體(tǐ)降解污水中的有機(jī)物。

　　活性污泥處理系統在正式投産(chǎn)之前的首要工作是培養和馴化活性污泥。活性污泥的培養馴化可歸納爲異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法，異步法爲先培養後馴化，同步法則培養和馴化同時進行或交替進行，接種法系利用其他污水處理廠(chǎng)的剩餘污泥，再進行适當的培馴。

　　培養活性污泥需要有菌種和菌種所需要的營養物。對於(yú)城市污水，其中的菌種和營養都具備(bèi)，可以直接進行培養。對於(yú)工業廢水，由於(yú)其中缺乏專性菌種和足夠的營養，因此在投産時除用一般的菌種和所需要營養培養足夠的活性污泥外，還應對所培養的活性污泥進行馴化，使活性污泥微生物群體逐漸形成具有代謝特定工業廢水的酶系統，具有某種專性。

　　（二） 試運行

　　活性污泥培養馴化成熟後(hòu)，就開始試運行。試運行的目的使確(què)定最佳的運行條件。

　　在活性污泥系統的運行中，影響因素很多，混合液污泥濃度、空氣量、污水量、污水的營養情況等。活性污泥法要求在曝氣池内保持适宜的營養物與微生物的比值，供給所需要的氧，使微生物很好的和有機物相接觸(chù)，全體均勻的保持适當(dāng)的接觸(chù)時間。

　　對SBR處理工藝而言，運行周期的確(què)定還與沉澱、排水排泥時間及閑置時間有關，還和處理工藝中所設計的SBR反應器數量有關。運行周期的確(què)定除瞭(le)要保證處理過程中運行的穩定性和處理效果外，還要保證每個池充水的順序連續性，即合理的運行周期應滿足運行過程中避免兩個或兩個以上的池子同時進水或第一個池子和最後一個池子進水脫節的現象。同時通過改變曝氣時間和排水時間，對污水進行不同的反應測試，確(què)定最佳的運行模式，達到最佳的出水水質、最經濟的運行方式。

　　（三） 污泥沉降性能的控制

　　活性污泥的良好沉降性能是保證活性污泥處(chù)理系統正常運行的前提條件之一。如果污泥的沉降性能不好，在SBR的反應期結束後，污泥難以沉澱，污泥的壓密性差，上層(céng)清液的排除就受到限制，水泥比下降，導緻每個運行周期處(chù)理污水量下降。如果污泥的絮凝性能差，則出水中的懸浮固體（SS）含量将升高，COD上升，導緻處(chù)理出水水質的下降。

　　導緻污泥沉降性能惡化的原因是多方面的，但都表現在污泥容積指數（SVI）的升高。SBR工藝中由於反複出現高濃度基質，在菌膠團菌和絲狀菌共存的生态環境中，絲狀菌一般是不容易繁殖的，因而發生污泥絲狀菌膨脹的可能性是非常低的。SBR較容易出現高粘性膨脹問題。這可能是由於SBR法是一個瞬态過程，混合液内基質逐步降解，液相中基質濃度下降瞭(le)，但並(bìng)不完全說明基質已被氧化去除，加之許多污水的污染物容易被活性污泥吸附和吸收，在很短的時間内，混合液中的基質濃度可降至很低的水平，從污水處理的角度看，已經達到瞭(le)處理效果，但這僅僅是一種相的轉移，混合液中基質的濃度的降低僅是一種表面現象。可以認爲，在污水處理過程中，菌膠團之所以形成和有所增長，就要求系統中有一定數量的有機基質的積累，在胞外形成多糖聚合物（否則菌膠團不增長甚至出現細菌分散生長現象，出水渾濁）。在實際操作過程中往往會因充水時間或曝氣方式選擇的不适當或操作不當而使基質的積累過量，緻使發生污泥的高粘性膨脹。

　　污染物在混合液内的積累是逐步的，在一個周期内一般難以馬上表現出來，需通過觀察各運行周期間的污泥沉降性能的變化才能體現出來。爲使污泥具有良好的沉降性能，應注意每個運行周期内污泥的SVI變化趨勢，及時調整運行方式以確保良好的處理效果。