SBR工艺在城市污水处理厂的应用

段继立

中图分类号：[R123.3]

摘要：SBR是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥，不仅省去了初沉池和污泥消化池，还省去了二沉池和回流污泥泵房。因此在城市污水处理中得到广泛应用，本文就SBR工艺在污水处理厂的应用进行了分析。

关键词：SBR工艺；污水处理；节能降耗

随着我国社会经济和城市化的发展，各地政府对城镇污水处理问题的高度重视，城乡污水处理设施建设不断加快，特别是进入21世纪以来，国家采取多种措施，积极鼓励加强污水处理节能减排基础设施的建设，使我国城市污水处理事业得到了前所未有的发展，城镇污水处理能力也有了大幅度的增长，技术手段、处理水平也得到进一步提升。

1 SBR工艺发展

SBR（sequencing Batch-Flow Reactor Activated Sludge Process)是间歇式活性污泥法英文缩写的简称。 早在1914年，英国Alden与Lockett等人发明的活性污泥法即系间歇运行处理污水。但由于曝气器和自控设备的问题，运行管理极不方便，后来改为连续流活性污泥法工艺。80年代前后，由于自动化、计算机等高新技术的迅速发展以及在污水处理领域的普及与应用（电动阀、气动阀、溶解氧传感器、水位传感器等），此项技术获得重大进展。使得间歇活性污泥法的运行管理也逐渐实现了自动化。1979年，美国R.L.Irvine等人根据试验结果首先提出SBR工艺，系间歇进水，间歇排水。同年Goronsay在以往工艺基础上提出了间歇式循环延时曝气系统。1984年又研究出利用不同负荷条件下微生物的生长速率和污水生物除磷脱氮工艺。DAT-IAT是SBR工艺中，继ICEAS、CASS、IDEA法之后完善发展的又一种新方法。

2 SBR工艺具有的优点

（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）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。

（8）工艺流程简单，主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。

3 SBR设计要点

3.1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1～4h.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2～8h.沉淀排水时间（tS+D）一般按2～4h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。

一个周期所需时间tC≥tR＋tS＋tD周期数 n＝24／tC

某污水处理厂共有4组8座SBR反应池，每一座SBR反应池的一个运行周期为4个小时：进水曝气是2个小时、进水沉淀是1个小时、滗水及待机1小时。

3.2 反应池容积的计算

假设每个系列的污水量为q，则在每个周期进入各反应池的污水量为：q/n•N。各反应池的容积为：

V：各反应池的容量1/m：排出比n：周期数（周期/d）

N：每一系列的反应池数量q：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）

3.3 曝气系统

序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.5～1.5kgO2/kgBOD，低负荷运行时为1.5～2.5kgO2/kgBOD.

在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的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。小河污水处理厂采用的是微孔管式曝气器，供气范围：12～18m3/h，动力效率﹥7.0kg02/kw.h，目前运行状况良好。

3.4 排水系统

上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。

为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。

在上清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。

序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征：

（1）应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液（定量排水）。

（2）为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水（追随水位的性能）。

（3）排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠（可靠性）。

排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。

该污水处理厂采用的是美国汉氏提供的悬浮式滗水器，它有3个主要部分：带有防渣阀的吸水横管；与吸水管相连的带有柔性软管的排水管和一个充满泡沫的浮子，浮子固定在吸水管上，使滗水器随着SBR池液面的波动而上下浮动。滗水器的设计流量是1700m3/h。滗水器下部是一排排水阀，每一个排水阀都有一个防渣阀，滗水时出水阀打开在滗水器的进出水口间产生一个水压力差，从而导致防闸阀打开，水就经过这些排水孔排出。

3.5 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

（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss•d）时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss•d）时以每流入1kgSS产生0.75kg计算。

在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得2～3%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。该厂采用无堵塞型剩余/回流污泥泵，一是在曝气和沉淀阶段使主反应区的活性污泥回流至混合区与进水进行混合，增加微生物与污水中的污染物的接触机会，有利于微生物的摄食。二是在SBR反应池中随着微生物的生长繁殖，污泥浓度就会升高，为了保证污泥的良好活性及防止污泥膨胀，要及时地通过剩余/回流污泥泵把多余的污泥排出，以保持SBR反应池内的污泥浓度在合理范围内。

3.6 SBR设计主要参数

序批式活性污泥法的设计参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处理水质指标等）适当的确定。用于设施设计的设计参数应以下值为准： 项目参数

BOD-SS负荷(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种根据有机负荷的不同而从低负荷（相当于氧化沟法）到高负荷（相当于标准活性污泥法）的范围内都可以运行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS负荷，由于将曝气时间作为反应时间来考虑，定义公式如下：

QS：污水进水量（m3/d）

CS：进水的平均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=n•TA/24：周期数 TA：一个周期的曝气时间 序批式活性污泥法的负荷条件是根据每个周期内，反应池容积对污水进水量之比和每日的周期数来决定，此外，在序批式活性污泥法中，因池内容易保持较好的MLSS浓度，所以通过MLSS浓度的变化，也可调节有机物负荷。进一步说，由于曝气时间容易调节，故通过改变曝气时间，也可调节有机物负荷。

在脱氮和脱硫为对象时，除了有机物负荷之外，还必须对排出比、周期数、每日曝气时间等进行研究。

在用地面积受限制的设施中，适宜于高负荷运行，进水流量小负荷变化大的小规模设施中，最好是低负荷运行。因此，有效的方式是在投产初期按低负荷运行，而随着水量的增加，也可按高负荷运行。

4 结束语

综上所述，SBR工艺具有流程较简单、造价较低、运行方式灵活、适应性强等特点，可以实现高浓度进水、高容积负荷和高去除率，在处理高浓度有机废水方面独具特色，而且对氮、磷、硫的脱除效果好。

参考文献：

[1] 姬跃国 郭东良 于立洋 杨保亚，SBR工艺的运行机理[J].中州建设,2008.19

[2] 唐振婷 王春冬 陆宁, PAC／SBR工艺处理汽车工业废水[J].环境科技,2010.04

[3] 连雪灵, SBR污水处理系统增容升级改造工程[J].河南城建学院学报,2010,02

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