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SBR工艺总结摘要：序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是早在19就由英国学者Ardern和Locket发明了水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学R.Irvine 教授采取试验室规模对SBR工艺进行了系统深入研究，并于1980年在美国环境保护局（EPA）资助下，在印第安那州Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺过程是按时序来运行，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 关键词：SBR工艺 序批式活性污泥法（SBRSequencing Batch Reactor）是早在19就由英国学者Ardern和Locket发明了水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame 大学R.Irvine 教授采取试验室规模对SBR工艺进行了系统深入研究，并于1980年在美国环境保护局（EPA）资助下，在印第安那州Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。SBR工艺过程是按时序来运行，一个操作过程分五个阶段：进水、反应、沉淀、滗水、闲置。 因为SBR在运行过程中，各阶段运行时间、反应器内混合液体积改变和运行状态等全部能够依据具体污水性质、出水水质、出水质量和运行功效要求等灵活改变。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以能够灵活控制。所以，SBR工艺发展速度极快，并衍生出很多个新型SBR处理工艺。 间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEASIntermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学和美国ABJ企业合作开发。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS和传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无显著反应阶段和闲置阶段，所以处理费用比传统SBR低。因为全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。 好氧间歇曝气系统（DAT-IATDemand Aeration Tank-Intermittent Tank）是由天津市政工程设计研究院提出一个SBR新工艺。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥回流DAT池。它含有抗冲击能力强特点，并有除磷脱氮功效。 循环式活性污泥法(CASSCyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工艺基础上开发出来,是SBR工艺一个新形式。将ICEAS预反应区用容积更小，设计愈加合理优化生物选择器替换。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比通常为1：5：30。整个过程间歇运行，进水同时曝气并污泥回流。该处理系统含有除氮脱磷功效。 UNITANK单元水池活性污泥处理系统是比利时SEGHERS企业提出，它是SBR工艺又一个变形。它集合了SBR工艺和氧化沟工艺特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统能够灵活进行时间和空间控制，合适增大水力停留时间，能够实现污水脱氮除磷。 改良式序列间歇反应器（MSBRModified Sequencing Batch Reactor）是C,Y.Yang等人依据SBR技术特点结合A2-O工艺，研究开发一个更为理想污水处理系统。采取单池多方格方法，在恒定水位下连续运行。通常MSBR池分为主曝气池、序批池1、序批池2、厌氧池A、厌氧池B、缺氧池、泥水分离池。 每个周期分为6个时段，每3个时段为一个半周期。一个半周期运行情况：污水首优异入厌氧池A脱氮，再进入厌氧池B除磷，进入主曝气池好氧处理，然后进入序批池，两个序批池交替运行（缺氧好氧/沉淀出水）。脱氮除磷能力更强。 SBR工艺优点 1、理想推流过程使生化反应推进力增大，效率提升，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 2、运行效果稳定，污水在理想静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、耐冲击负荷，池内有滞留处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵御水量和有机污物冲击。 4、工艺过程中各工序可依据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、处理设备少，结构简单，便于操作和维护管理。 6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、SBR法系统本身也适合于组合式结构方法，利于废水处理厂扩建和改造。 8、脱氮除磷，合适控制运行方法，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，含有良好脱氮除磷效果。 9、工艺步骤简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调整池、初沉池也可省略，部署紧凑、占地面积省。 SBR系统适用范围 因为上述技术特点，SBR系统深入拓宽了活性污泥法使用范围。就近期技术条件，SBR系统更适合以下情况： 1) 中小城镇生活污水和厂矿企业工业废水，尤其是间歇排放和流量改变较大地方。 2) 需要较高出水水质地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不仅要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，预防河湖富营养化。 3) 水资源紧缺地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水回收利用。 4) 用地担心地方。 5) 对已建连续流污水处理厂改造等。 6) 很适合处理小水量，间歇排放工业废水和分散点源污染治理。 SBR设计关键点、关键参数 SBR设计关键点 1、运行周期（T）确实定 SBR运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应依据具体水质及运行过程中所采取曝气方法来确定。当采取限量曝气方法及进水中污染物浓度较高时，充水时间应合适取长部分；当采取非限量曝气方法及进水中污染物浓度较低时，充水时间可合适取短部分。充水时间通常取14。反应时间（tR）是确定SBR 反应器容积一个很关键工艺设计参数，其数值确实定一样取决于运行过程中污水性质、反应器中污泥浓度及曝气方法等原因。对于生活污水类易处理废水，反应时间能够取短部分，反之对含有难降解物质或有毒物质废水，反应时间可合适取长部分。通常在28h。沉淀排水时间（tS+D）通常按24h设计。闲置时间（tE）通常按2h设计。一个周期所需时间tCtRtStD ，周期数 n24tC 2、反应池容积计算 假设每个系列污水量为q，则在每个周期进入各反应池污水量为q/nN。各反应池容积为： V:各反应池容量 1/m：排出比 n：周期数（周期/d） N:每一系列反应池数量 q：每一系列污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d） 3、曝气系统 序批式活性污泥法中，曝气装置能力应是在要求曝气时间内能供给需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.51.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.52.5kgO2/kgBOD。 在序批式活性污泥法中，因为在同一反应池内进行活性污泥曝气和沉淀，曝气装置必需是不易堵塞，同时考虑反应池搅拌性能。常见曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，通常选射流曝气，因其在不曝气时还有混合作用，同时避免堵塞。 4、排水系统 上清液排除出装置应能在设定排水时间内，活性污泥不发生上浮情况下排出上清液，排出方法有重力排出和水泵排出。 为预防上清液排出装置故障，应设置事故用排水装置。 在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出机构。 序批式活性污泥排出装置在沉淀排水期，应排出和活性污泥分离上清液，而且含有以下特征： 1) 应能既不扰动沉淀污泥，又不会使污泥上浮，按要求流量排出上清液。（定量排水） 2) 为取得分离后清澄处理水，集水机构应尽可能靠近水面，并可随上清液排出后水位改变而进行排水。（追随水位性能） 3) 排水及停止排水动作应平稳进行，动作正确，持久可靠。（可靠性） 排水装置结构形式，依据升降方法不一样，有浮子式、机械式和不作升降固定式。 5、排泥设备 设计污泥干固体量=设计污水量设计进水SS浓度污泥产率1000 ，在高负荷运行（0.10.4 kg-BOD/kg-ssd）时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.030.1 kg-BOD/kg-ssd）时以每流入1 kgSS产生0.75 kg计算。 在反应池中设置简易污泥浓缩槽，能够取得23%浓缩污泥。因为序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多杂物，污泥泵应采取不易堵塞泵型。 SBR设计关键参数 序批式活性污泥法设计参数，必需考虑处理厂地域特征和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等）合适确实定。 用于设施设计设计参数应以下值为准： 项 目 参 数 BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-ssd) 0.030.4 MLSS(mg/l) 15005000 排出比(1/m) 1/21/6 安全高度(cm)(活性污泥界面以上最小水深) 50以上 序批式活性污泥法是一个依据有机负荷不一样而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）范围内全部能够运行方法。序批式活性污泥法BOD-SS负荷，因为将曝气时间作为反应时间来考虑，定义公式以下： QS：污水进水量（m3/d） CS：进水平均BOD5(mg/l) CA：曝气池内混合液平均MLSS浓度(mg/l) V：曝气池容积 e：曝气时间比 e=nTA/24 n:周期数 TA:一个周期曝气时间 序批式活性污泥法负荷条件是依据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日周期数来决定，另外，在序批式活性污泥法中，因池内轻易保持很好MLSS浓度，所以经过MLSS浓度改变，也可调整有机物负荷。深入说，因为曝气时间轻易调整，故经过改变曝气时间，也可调整有机物负荷。 在脱氮和脱硫为对象时，除了有机物负荷之外，还必需对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。 在用地面积受限制设施中，适宜于高负荷运行，进水流量小负荷改变大小规模设施中，最好是低负荷运行。所以，有效方法是在投产早期按低负荷运行，而伴随水量增加，也可按高负荷运行。 不一样负荷条件下特征 有机物负荷条件（进水条件） 高负荷运行 低负荷运行 间歇进水 间歇进水、连续 运行条件BOD-SS负荷（kg-BOD/kg-ssd）0.10.4 0.030.1 周期数大（34） 小（23） 排出比大小 处理特征有机物去除 处理水BOD20mg/l 去除率比较高 脱氮较低高 脱磷高较低 污泥产量多少 维护管理 抗负荷改变性能比低负荷差 对负荷改变适应性强，运行灵活性强 用地面积 反应池容积小，省地 反应池容积较大 适用范围 能有效地处理中等规模以上污水，适适用于处理规模约为m3/d以上设施 适适用于小型污水处理厂，处理规模约为m3/d以下，适适用于不需要脱氮设施 SBR设计需尤其注意问题 （一）关键设施和设备 1、设施组成 本法标准上不设首次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂关键原因是设施较简单和维护管理较为集中。为适应流量改变，反应池容积应留有余量或采取设定运行周期等方法。不过，对于游览地等流量改变很大场所，应依据维护管理和经济条件，研究流量调整池设置。 2、反应池 反应池形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地极少。形状以矩形为准，池宽和池长之比大约为1：11：2，水深46米。 反应池水深过深，基于以下理由是不经济：假如反应池水深大，排出水深度对应增大，则固液分离所需沉淀时间就会增加。专用上清液排出装置受到结构上限制，上清液排出水深度不能过深。 反应池水深过浅，基于以下理由是不期望：在排水期间，因为受到活性污泥界面以上最小水深限制，上清液排出深度不能过深。和其它相同BODSS负荷处理方法相比，其优点是用地面积较少。 反应池数量，考虑清洗和检修等情况，标准上设2个以上。在规模较小或投产早期污水量较小时，也可建一个池。 3、排水装置 排水系统是SBR处理工艺设计关键内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败关键部分。现在，中国外报道SBR排水装置大致可归纳为以下多个：潜水泵单点或多点排水。这种方法电耗大且轻易吸出沉淀污泥；池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水轻易带泥；专用设备滗水器。滗水器是是一个能随水位改变而调整出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可预防浮渣进入。理想排水装置应满足以下多个条件：单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重新翻起；集水口随水位下降，排水期间一直保持反应该中静止沉淀状态；排水设备坚固耐用且排水量可无级调控，自动化程度高。 在设定一个周期排水时间时，必需注意以下项目： 上清液排出装置溢流负荷确定需要设备数量； 活性污泥界面上最小水深关键是为了预防污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方面，水深要尽可能小； 伴随上清液排出装置溢流负荷增加，单位时间处理水排出量增大，可缩短排水时间，对应后续处理构筑物容量须扩大； 在排水期，沉淀活性污泥上浮是发生在排水立即结束时候，从沉淀工序中期就开始排水符合SBR法运行原理。 SBR工艺需氧和供氧 SBR工艺有机物降解规律和推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上推流，而SBR反应池是时间意义上推流。因为SBR工艺有机物浓度是逐步改变，在反应早期，池内有机物浓度较高，假如供氧速率小于耗氧速率，则混合液中溶解氧为零，对单一微生物而言，氧气得到可能是间断，供氧速率决定了有机物降解速率。伴随好氧进程深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始能够得到充足氧气供给，有机物浓度高低成为影响有机物降解速率一个关键原因。从耗氧和供氧关系来看，在反应早期SBR反应池保持充足供氧，能够提升有机物降解速度，伴随溶解氧出现，逐步降低供氧量，能够节省运行费用，缩短反应时间。SBR反应池经过曝气系统设计，采取渐减曝气更经济、合理部分。 SBR工艺排出比（1/m）选择 SBR工艺排出比（1/m）大小决定了SBR工艺反应早期有机物浓度高低。排出比小，初始有机物浓度低，反之则高。依据微生物降解有机物规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间能够降低。不过，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧和耗氧矛盾可能更大。另外，不一样废水活性污泥沉降性能也不一样。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选择较小排出比，反之则宜采取较大排出比。排出比选择还和设计选择污泥负荷率、混合液污泥浓度等相关。 SBR反应池混合液污泥浓度 依据活性污泥法基础原理，混合液污泥浓度大小决定了生化反应器容积大小。SBR工艺也一样如此，当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR反应池池容就小，反之SBR反应池池容则大。不过，当混合液污泥浓度高时，生化反应早期耗氧速率增大，供氧和耗氧矛盾更大。另外，池内混合液污泥浓度大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要沉淀时间长，反之则短。当污泥沉降性能好，排出比小，有机物浓度低，供氧速率高，能够选择较大数值，反之则宜选择较小数值。SBR工艺混合液污泥浓度选择应综合多方面原因来考虑。 相关污泥负荷率选择 污泥负荷率是影响曝气反应时间关键参数，污泥负荷率大小关系到SBR反应池最终出水有机物浓度高低。当要求出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选择低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率伴随增大。污泥负荷率选择应依据废水可生化性和要求出水水质来确定。 SBR工艺和调整、水解酸化工艺结合 SBR工艺采取间歇进水、间歇排水，SBR反应池有一定调整功效，能够在一定程度上起到均衡水质、水量作用。经过供气系统、搅拌系统设计，自动控制方法设计，闲置期时间选择，能够将SBR工艺和调整、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节省投资和运行管理费用。 在进水期采取水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀关闭采取液位控制，依据水解酸化需要时间确定开始曝气时刻，将调整、水解酸化工艺和SBR工艺有机结合在一起。反应池进水开始作为闲置期结束则能够使整个系统能正常运行。具体操作方法以下所述： 进水开始既为闲置结束，经过上一组SBR池进水结束时间来控制； 进水结束经过液位控制，整个进水时间可能是改变。 水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包含进水期，这段时间能够依据水量改变情况和需要水解酸化时间来确定，大于在最小流量下充满SBR反应池所需时间。 曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可依据计算得出。 沉淀时间依据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它开始即为曝气反应结束。 排水时间由滗水器性能决定，滗水结束能够经过液位控制。 闲置期时间选择是调整、水解酸化及SBR工艺结合好坏关键。闲置时间长短应依据废水改变情况来确定，实际运行中，闲置时间常常变动。经过闲置期间调整，将SBR反应池进水合理安排，使整个系统能正常运转，避免整个运行过程紊乱。 SBR调试程序及注意事项 （一） 活性污泥培养驯化 SBR反应池去除有机物机理和一般活性污泥法基础相同，关键大量繁殖微生物群体降解污水中有机物。 活性污泥处理系统在正式投产之前首要工作是培养和驯化活性污泥。活性污泥培养驯化可归纳为异步培驯法、同时培驯法和接种培驯法，异步法为先培养后驯化，同时法则培养和驯化同时进行或交替进行，接种法系利用其它污水处理厂剩下污泥，再进行合适培驯。 培养活性污泥需要有菌种和菌种所需要营养物。对于城市污水，其中菌种和营养全部含有，能够直接进行培养。对于工业废水，因为其中缺乏专性菌种和足够营养，所以在投产时除用通常菌种和所需要营养培养足够活性污泥外，还应对所培养活性污泥进行驯化，使活性污泥微生物群体逐步形成含有代谢特定工业废水酶系统，含有某种专性。 （二） 试运行 活性污泥培养驯化成熟后，就开始试运行。试运行目标使确定最好运行条件。 在活性污泥系统运行中，影响原因很多，混合液污泥浓度、空气量、污水量、污水营养情况等。活性污泥法要求在曝气池内保持适宜营养物和微生物比值，供给所需要氧，使微生物很好和有机物相接触，全体均匀保持合适接触时间。 对SBR处理工艺而言，运行周期确实定还和沉淀、排水排泥时间及闲置时间相关，还和处理工艺中所设计SBR反应器数量相关。运行周期确实定除了要确保处理过程中运行稳定性和处理效果外，还要确保每个池充水次序连续性，即合理运行周期应满足运行过程中避免两个或两个以上池子同时进水或第一个池子和最终一个池子进水脱节现象。同时经过改变曝气时间和排水时间，对污水进行不一样反应测试，确定最好运行模式，达成最好出水水质、最经济运行方法。 （三） 污泥沉降性能控制 活性污泥良好沉降性能是确保活性污泥处理系统正常运行前提条件之一。假如污泥沉降性能不好，在SBR反应期结束后，污泥难以沉淀，污泥压密性差，上层清液排除就受到限制，水泥比下降，造成每个运行周期处理污水量下降。假如污泥絮凝性能差，则出水中悬浮固体（SS）含量将升高，COD上升，造成处理出水水质下降。 造成污泥沉降性能恶化原因是多方面，但全部表现在污泥容积指数（SVI）升高。SBR工艺中因为反复出现高浓度基质，在菌胶团菌和丝状菌共存生态环境中，丝状菌通常是不轻易繁殖，所以发生污泥丝状菌膨胀可能性是很低。SBR较轻易出现高粘性膨胀问题。这可能是因为SBR法是一个瞬态过程，混合液内基质逐步降解，液相中基质浓度下降了，但并不完全说明基质已被氧化去除，加之很多污水污染物轻易被活性污泥吸附和吸收，在很短时间内，混合液中基质浓度可降至很低水平，从污水处理角度看，已经达成了处理效果，但这仅仅是一个相转移，混合液中基质浓度降低仅是一个表面现象。能够认为，在污水处理过程中，菌胶团之所以形成和有所增加，就要求系统中有一定数量有机基质积累，在胞外形成多糖聚合物（不然菌胶团不增加甚至出现细菌分散生长现象，出水浑浊）。在实际操作过程中往往会因充水时间或曝气方法选择不合适或操作不妥而使基质积累过量，致使发生污泥高粘性膨胀。 污染物在混合液内积累是逐步，在一个周期内通常难以立即表现出来，需经过观察各运行周期间污泥沉降性能改变才能表现出来。为使污泥含有良好沉降性能，应注意每个运行周期内污泥SVI改变趋势，立即调整运行方法以确保良好处理效果。