SBR 法污水处理工艺简介2006-10-16 17:18:59 SBR 法污水处理工艺简介SBR 是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同，SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR 技术的核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。1 SBR 处理工艺基本流程 SBR 艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR 艺的一个完整的操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下 5 个阶段：进水期；反应期；沉淀期；排水排泥期；闲置期。SBR 的运行工况以间歇操作为特征。其中自进水、反应、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一个运行周期。在一个运行周期中，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。 2 SBR 工艺的主要性能特点 SBR 作为废水处理方法具有下述主要特点：在空间上完全混合，时间上完全推流式，反应速度高，为获得同样的处理效率 SBR 法的反应池理论明显小于连续式的体积，且池越多，SBR 的总体积越小。工艺流程简单，构筑物少，占地省，造价低，设备费。运行管理费用低。静止沉淀，分离效果好，出水水质高。运行方式灵活，可生成多种工艺路线。同一反应器仅通过改变运行工艺参数就可以处理不同性质的废水。由于进水结束后，原水与反应器隔离，进水水质水量的变化对反应器不再有任何影响，因此工艺的耐冲击负荷能力高。间歇进水、排放以及每次进水只占反应器的 2/3 右，其稀释作用进一步提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力。另一方面，SBR 法能够有效地控制丝状菌的过量繁殖，这一特性是由缺氧好氧并存、反应中底物浓度较大、泥龄短、比增长速率大决定的。 3 SBR 艺的发展 传统或经典的 SBR 工艺形式在工程中存在一定的局限性。譬如，若进水流量大，则需调节反应系统，从而增大投资；而对出水水质有特殊要求，如脱除磷等，则还需对工艺进行适当改进。因而在工程应用实践中，SBR 传统工艺逐渐产生了各种新的变型，以下分别介绍几种主要的形式。3.1 ICEAS 工艺ICEAS（Intermittent Cyclic Extended AeratlonSystem）工艺的全称为间歇循环延时曝气活性污泥工艺。它于 20 世纪 80 年代初在澳大利亚兴起，是变形的 SBR 工艺。ICEAS 与传统的 SBR 相比，最大的特点是：在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期仍保持进水），间歇排水，没有明显的反应阶段和闲置阶段。这种系统在处理市政污水和工业废水方面比传统的 SBR 系统费用更省、管理更方便。但是由于进水贯穿于整个运行周期的每个阶段，沉淀期进水在主反应区底部造成水力紊动而影响泥水分离时间，因而，进水量受到了一定限制。通常水力停留时间较长。3.2 CASS（CAST，CASP）工艺CASS（Cyclic Actiavated Sludge System）或 CAST（-Technology）或 CASP（-Process）工艺是一种循环式活性污泥法。该工艺的前身为 ICEAS 工艺，由 Goronszy 开发并在美国和加拿大获得专利。与 ICEAS 工艺相比，预反应区容积较小，是设计更加优化合理的生物反应器。该工艺将主反应区中部分剩余污泥回流至选择器中，在运作方式上沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障。CASS 艺适用于含有较多工业废水的城市污水及要求脱氮除磷的处理。3.3 IDEA 工艺间歇排水延时曝气工艺（IDEA）基本保持了 CAST 艺的优点，运行方式采用连续进水、间歇曝气、周期排水的形式。与 CAST 相比，预反应区（生物选择器）改为与 SBR 主体构筑物分立的预混合池，部分剩余污泥回流入预混合池，且采用反应器中部进水。预混合池的设立可以使污水在高絮体负荷下有较长的停留时间，保证高絮凝性细菌的选择。3.4 DAT-IAT 工艺DATIAT 艺是利用单SBR 池实现连续运行的新型工艺，介于传统活性污泥法与典型的 SBR 工艺之间，既有传统活性污泥法的连续性和高效性，又具有 SBR 的法灵活性，适用于水质水量大的情况。DAT-IAT 工艺主体构筑物由需氧池（DAT）和间歇曝气池（IAT）组成，一般情况下 DAT 连续进水，连续曝气，其出水进入 IAT，在此可完成曝气、沉淀。浇水和排出剩余污泥工序，是 SBR 的又一变型。3.5 UNITANK 工艺典型的 UNITANK 系统，其主体为三格池结构，三池之间为连通形式，每池设有曝气系统，既可采用鼓风曝气，也可采用机械表面曝气，并配有搅拌，外侧两池设出水堰以及污泥排放装置，两池交替作为曝气和沉淀池，污水可进人三池中的任何一个。在一个周期内，原水连续不断进人反应器，通过时间和空间的控制，形成好氧、厌氧或缺氧的状态。UNITANK 系统除保持原有的自控以外，还具有海滗水、池子结构简单，出水稳定，不需回流等特点，而通过进水点的变化可达到回流和脱氮、磷等目的。3.6 其他新型 SBR 工艺的研究应用3.6.1 ASBR 工艺美国教授 Dague 等人把 SBR 运用于厌氧处理，开发了厌氧序批式活性污泥法（Anaerobic Sequencing Batch Teactor），简称为 ASBR。ASBR 具有 SBR 的优点，如工艺简单、运行方式灵活、生化反应推动力大并耐冲击负荷等。ASBR 通过间歇进料可以获得较低的出水浓度，同时利用间歇排水，不断排出沉降性能较差的污泥，可进一步优化污泥颗粒化过程。3.6.2 淤泥 SSSBR（SOILSLURRYSBR）R.L.Irine2等以土壤为反应器来处理难降解有机物。利用埋在地下的空气渗透膜作为曝气器和生物生长的载体，使之具有固定生物膜的优点。以保持生长缓慢及在悬浮法中易于冲走的沉降性能较差的微生物，从而消除了普通 SBR 的沉淀阶段延长反应时间（间接缩短了反应周期）。这一新型反应器概念的提出不仅为污染土壤现场处理提供新的思路和方法，同时对污废水的人工湿地处理系统亦有很好的借鉴作用。3.6.3 PAC-SBR陈郭建3用投加粉末活性炭 PACSBR 法来处理高浓度有机废水，运行周期为 18h;进水0.5h（限制曝气）、反应曝气 15h、沉淀 2h、诺水排泥 0.5h。试验发现：PAC 表面是高浓度基质、高浓度氧和高浓度污泥三相共存的，为生化反应创造了优于SBR 的条件。PAC 与污泥之间存在着相互调节作用，作用增大了基质的利用率，延长了泥龄，提高了运转负荷，改善了出水水质，取得了优于 SBR 的生化效果。3.6.4 膜法 SBR将 SBR 和接触氧化法相结合可以组成新的膜法 SBR 称 BSBR。BSBR 工艺启动快、效率高、管理简便。詹伯军等4采用弹性立体填料的 BSBR 处理印染废水，使废水达标排放。王乾扬等5用 BSBR 处理皮革废水，CODCr 去除率达 90.1。实验表明：BSBR 处理效果好于普通 SBR 法，这是因为 BSBR 法结合了生物接触氧化法和 SBR 法的优点。3.6.5 多段 SBR 系统二级 SBR 系统和三级 SBR 系统是目前应用较多的一种 SBR 串联工艺，主要是单级工艺对废水中的有机物处理为一个缺氧一好氧一厌氧的同步过程，因此在相同的运行条件下，当易降解的有机物降解殆尽时，较难降解的有机物几乎未被降解。而在两个串联的 SBR 中，分别培养出适宜于不同有机物的专性菌，从而使不同种类的有机物在与各自相适应的生化条件下都得到充分降解。3.6.6 前处理+SBR为缓冲工业废水中有毒有机物对微生物的抑制作用，在前设置预处理。邓良伟6采用水解-SBR艺处理规模化猪场粪污，毕学军等7采用溶气气浮法（DAF）作为 SBR 反应器进水预处理，即溶气气浮一序批式活性污泥法（DAFSBR 法），处理肉食品加工废水，SBR 反应器出水 CODcr60mgL；BOD515mgL；TN5mgL；NH3-N1.0mgL；TP0.2mg/L。完全达到我国肉类加工工业水污染物排放标准（GB1345792）的一级排放标准。3.6.7 SBR 序组合由于 SBR 中可方便地实现各种工艺条件的组合，为此，针对特定的废水，许多学者研究了其最佳处理反应工序。Hangqing Yu8等人研究了用 SBR 处理焦化废水的最佳模式为：好氧反应加两个缺氧段：一个在曝气前，一个在曝气后。4h 的缺氧进水使基质在生物中储存并在随后的缺氧反应段中反硝化，运行周期为 24h，包括进水及反应 16h，反硝化搅拌 35h，沉淀 2h，浇水及闲置 36h。其中的进水与反应是结合在一起的，分为曝气与不曝气。进水中易降解有机物酚、邻一甲酚在反硝化中作为碳源而被消耗。SBR 工艺具有以下优点：1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、处理设备少，构造简单，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构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9、工艺流程简单、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，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR 系统的适用范围由于上述技术特点，SBR 系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR 系统更适合以下情况： 1、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2、需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3、水资源紧缺的地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 4、用地紧张的地方。 5、对已建连续流污水处理厂的改造等。 6、非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。SBR 设计要点、主要参数 1、运行周期（T）的确定 SBR 的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，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取 14。 反应时间（Tr）是确定 SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理废水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的废水，反应时间可适当取长一些。一般在 28h。 沉淀排水时间（Ts）一般按 24h 设计。 闲置时间（Td）一般按 2h 设计。 一个周期所需时间 TTvTr +TsTd 周期数 n24Tc 2、反应池容积的计算 一般按 BOD 容积负荷率确定，即： V=n.Q.S0/Nv (或 Nv= n.Q.S0/V) V-反应池有效