环保工艺之——SBR工艺

序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)简称SBR，是传统活性污泥法的一种变形，是将有机物降解与混合液沉淀于一体的反应器。序批式活性污泥法是早在1914年英国学者Ardern和Lockett发明活性污泥法之时，首先采用的水处理工艺。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，重新开始启用这项技术。SBR工艺是一种既古老又年轻的污水处理技术。

一、SBR工艺流程

SBR工艺的一个操作过程分五个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水、闲置。SBR 工艺的核心是反应池，污水在反应池中按序列、间歇进入每个反应工序.污水流入反应池中达到预定容积后，进行去除BOD、硝化、反硝化及除磷等操作过程，同时可微量曝气，以保证顺利排泥。停止曝气和搅拌后充分沉淀，反应池起二沉池的作用，沉淀后上层清液经处理后排放，下层污泥作为种泥回流。排水后进入闲置工序，使污泥处于饥饿状态，使其在下个周期的反应中，充分发挥活性。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。

二、SBR工艺特点及分析

1. SBR 法工艺特点

（1）反应与沉淀在同一池内完成，不需要设置二沉池和污泥回流装置。占地少，投资省，基建和运行费低。

（2） SBR 中微生物因周期性处于高浓度及低浓度交替的环境中，丝状菌很少成为优势菌种，不易发生污泥膨胀。

（3） 操作过程中交替出现厌氧、好氧和缺氧状态，有机物降解效率高。

（4）可实现自动化控制，根据水质水量变化随时控制SBR 工艺运行程序。

2.SBR 工艺的影响因素

（1）溶解氧（DO）反应器中溶解氧的高低对除磷脱氮效果有较大的影响。若DO 过低，在沉淀阶段就会出现厌氧状态，而有磷释放出来，致使出水中的磷含量升高。反应器中DO亦不可过高，DO过高会使污泥絮体变得细小而分散，出水混浊，而且将导致缺氧阶段溶解氧降不下来，反硝化反应受到抑制，而反应器中NO3-N 浓度高又将影响缺氧阶段磷的释放，降低除磷效果。为得到较好的总体处理效果，DO的控制条件为：好氧阶段2～3 mg/L，缺氧阶段不大于0.5 mg/L，厌氧阶段不大于0.2 mg/L。

（2） pH 值微生物活性与水中pH 值关系密切，pH 为6～9时生物活性最强。很多工艺都向系统中加碱以维持pH 稳定，保证氨氮的硝化程度，采用同步硝化反硝化脱氮也可解决这一问题。反应初期，微生物对有机物和含氮化合物的降解，引起水中pH 值下降，随着氨氮经硝化作用转化为亚硝酸盐氮进入反硝化阶段，由于反硝化不断产生碱度，pH值下降过程很快结束然后快速上升。

（3） 污泥龄：污泥龄短，排放污泥量大，可除去较多的磷。而为了提高氮的脱除量，就需要采用较长的污泥龄，因为硝化菌增殖速度较慢，没有足够长的污泥龄，就难以保证硝化菌有足够的数量。所以，若要同时达到较好的除磷脱氮效果，需选择合适的污泥龄。

（4） 营养物活性污泥系统中，微生物生长所需要的营养物要呈一定比例，通常所需有机物与氮、磷的比值为BOD∶N∶P=100∶5∶1。3 SBR的变型工艺

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。

（1）间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）：最大的特点是：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、无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。

（2）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）循环式活性污泥法（CASS）：CASS工艺是在ICEAS工艺的基础上开发出来的。通常分为三个反应区：生物选择器、缺氧区、好氧区。生物选择器是设置在CASS前端的小容积区，通常在厌氧或兼氧条件下运行，其基本功能是防止产生污泥膨胀，同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用，另外在这个区内的难降解大分子物质易发生水解作用，这对提高有机物的去除率具有一定的促进作用。主反应区则是去除有机底物的主场所，运行过程中通常将主反应区的曝气强度加以控制以使反应区内主体溶液处于好氧状态，完成降解有机物的过程。

（4）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，还具有好滗水、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。

四、 SBR工艺的发展现状

相对传统的活性污泥法, S B R 工艺目前仍是一种尚需要不断发展、完善的新型技术, 其操作方法尚不够科学, 运作管理经验还欠成熟, 在污泥停留时间、充水时间和反应时间比等这些操作参数的准确选择,及如何采用合理的曝气方式、曝气强度,确定恰当的充水时间和反应时间, 在同一反应器中实现好氧——缺氧——厌氧状态的交替操作等一系列问题上, 还都停留在经验取值的水平上, 尤其在以下几个方面还需进行深入研究。反应器各操作周期中活性污泥中微生物活性和种群分布, 以及微生物的代谢理论; 生物脱氮、除磷的微生物机理的进一步深入研究; S B R 操作参数的确定; S B R 与其它处理工艺的联合运用处理含高浓度有毒有害物质工业废水。

SBR 在现阶段的发展过程中，主要存在以下方面的问题：

①关于污水在非稳定状态下活性污泥微生物代谢理论的研究；

②关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响；

③可同时除磷、脱氮的微生物机理的研究。

五、 结论

SBR艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是目前正在深入研究的一项污水生物处理新技术。特别适用于不连续排放的工业废水与小城镇的污水处理，可以通过灵活运行周期和时间，来节省运行费用。
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