序批式污泥活性法详解

序批式污泥活性法详解

一、原理

序批式污泥活性法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，简称 SBR），是在单一的反应器内，按照时间顺序依次完成进水、反应（曝气）、沉淀、排水、闲置等一系列操作流程，并且周期性循环运行。

在进水阶段，污水通过管道或渠道被引入反应器。此时，操作人员可依据污水的水质特性、水量大小以及后续处理要求，灵活调整进水时间与流速，确保反应器能够平稳且高效地接纳污水负荷。这一过程中，污水逐渐充满反应器，为后续的生物处理奠定基础。

紧接着进入反应阶段，也就是曝气环节。通过安装在反应器底部或侧面的曝气系统，向污水中充入空气，使得活性污泥中的微生物能够获取充足的溶解氧。这些微生物宛如一个个微小却高效的 “清洁工”，以污水中的有机污染物作为食物来源，进行新陈代谢。它们将复杂的有机物逐步分解转化为二氧化碳、水以及微生物自身增殖所需的物质，从而实现污水的净化。在这个阶段，曝气强度、曝气时间等参数的精准控制至关重要，直接关系到污水中有机物的去除效率。

反应结束后，停止曝气，系统进入沉淀阶段。此时，反应器内处于静止状态，活性污泥凭借重力作用自然沉降至反应器底部，形成相对密实的污泥层。而经过净化处理的上清液则逐渐变得清澈，泥水得以有效分离。与传统连续流工艺中水流干扰沉淀过程不同，SBR 的静止沉淀方式为污泥沉降提供了极为稳定的环境，大大提高了沉淀效果。

沉淀完成后，便迎来排水阶段。这一环节需要借助专门设计的排水装置，如滗水器，将上清液缓慢、有序地排出反应器。滗水器的精妙之处在于，它能够在不扰动沉淀污泥层的前提下，精准地将处理后的达标水排出，确保整个排水过程既高效又稳定，避免因排水不当而影响后续处理效果。

最后进入闲置阶段，反应器短暂停歇。这一短暂的闲置并非毫无意义，一方面，可利用这段时间对设备进行必要的维护检查，确保各个部件正常运行；另一方面，微生物也能在相对稳定的环境下进行自我调整，为下一个周期的高强度工作做好准备，保证系统的持续稳定运行。

二、优缺点

1.优点

（1）工艺流程简洁高效

相较于传统连续流活性污泥法，SBR 工艺无需单独设置初沉池、二沉池以及污泥回流系统，极大地简化了污水处理流程。这不仅减少了占地面积，降低了基建投资成本，而且多个处理环节在同一反应器内按序完成，使得整体布局更为紧凑，尤其适合用地紧张的城市区域或小型污水处理设施，在有限的空间内实现高效的污水净化功能。

（2）运行灵活性强

SBR 工艺各阶段的运行时间、反应器内混合液体积以及运行状态等均可依据进水水质、水量的实时变化以及出水水质要求灵活调控。例如，当面对水质波动较大的工业废水时，若进水有机物浓度突然升高，可适当延长曝气反应时间，确保微生物有足够的时间分解污染物；反之，若进水水质较好，可缩短相应环节时长，提高处理效率。这种灵活应变的能力使其能适应各种复杂多变的污水工况，为污水处理的精准化操作提供了可能。

（3）处理效果优异

在沉淀环节，由于采用静止沉淀方式，避免了连续流工艺中水流对沉淀过程的干扰，活性污泥能够在相对稳定的环境下沉降，沉淀效果极佳，出水悬浮物含量低，水质清澈。同时，通过合理控制曝气、缺氧、厌氧等不同反应时段，能够在单一反应器内实现高效的脱氮除磷功能，满足日益严格的污水排放标准，为水环境的改善提供坚实保障。

（4）耐冲击负荷能力强

反应器内始终留存有一定量的处理后污水，这部分留存水对新进入的污水起到了稀释缓冲作用，有效降低了进水水质、水量剧烈变化对微生物群落的冲击。即便遭遇短时间的高浓度污染物冲击或水量大幅波动，系统内的微生物仍能保持相对稳定的活性，维持良好的处理效果，确保污水处理系统的稳定性和可靠性。

（5）不易发生污泥膨胀

SBR 工艺在时间维度上呈现出推流反应器的特性，即微生物在不同时间段内经历不同的生长环境，从进水初期的高底物浓度到反应后期的底物耗尽，这种环境变化使得丝状菌难以在单一优势条件下大量繁殖，从而有效抑制了污泥膨胀现象的发生，保证了活性污泥系统的稳定运行，减少了因污泥膨胀带来的处理难题和额外成本。

2.缺点

（1）对自动化控制要求极高

由于 SBR 工艺各处理阶段必须严格按照预定的时间顺序和工况条件精准切换，这就要求配备高度自动化的控制系统，包括精准的时间控制器、液位传感器、溶解氧监测仪以及各类电动阀门、泵体的协同联动。一旦自动化控制系统出现故障，整个污水处理过程将陷入混乱，无法正常运行，甚至可能导致出水水质严重超标，后续修复成本高昂，对运维人员的技术水平也提出了较高要求。

（2）间歇排水导致池容利用率受限

在排水阶段，受限于排水设备的性能与排水方式，为保证泥水分离效果与出水水质，排水速度不能过快，通常需要较长时间才能将处理后的上清液排尽。这使得反应器在排水期间无法进行其他操作，池容利用率大打折扣，尤其在处理大规模污水时，需要更多数量的反应器并联运行，增加了系统的复杂性与投资成本，在一定程度上限制了其大规模应用的效率。

（3）运行管理难度较大

一方面，SBR 工艺的间歇运行特性决定了其操作流程相对复杂，需要操作人员具备较高的专业素养与责任心，熟悉各阶段的工艺参数调控要点；另一方面，设备频繁的启停切换以及复杂的自动化系统维护都对运行管理提出了挑战，若管理不善，易引发设备故障、能耗增加、处理效果不稳定等诸多问题，给污水处理厂的日常运营带来诸多不便。

三、应用实例

1.实例一：小型城镇生活污水处理厂

在某小型城镇，随着居民生活水平的提高，生活污水排放量逐渐增多，但由于土地资源有限，无法建设大规模的传统污水处理设施。于是，当地采用了 SBR 工艺建设生活污水处理厂。该处理厂设计处理规模为每日 5000 立方米，反应器采用矩形钢筋混凝土结构，容积为 2500 立方米，共设置 2 个反应器并行运行。

在实际运行中，进水阶段根据居民用水高峰低谷规律，合理安排进水时间，确保反应器均匀受水。

反应阶段，依据进水水质监测结果，适时调整曝气时间，一般夏季高温时微生物活性高，曝气时间适当缩短为 3 小时，冬季则延长至 4 小时。沉淀阶段，凭借静止沉淀优势，沉淀 1.5 小时后，上清液已较为清澈。排水阶段，采用旋转式滗水器，在 45 分钟内缓慢排出上清液。通过这一系列精细调控，该厂出水水质稳定达到国家一级 B 排放标准，有效解决了小镇生活污水污染问题，同时节省了 30% 的占地面积，降低了 20% 的基建投资成本。

 

（二）实例二：食品加工废水处理

 

某食品加工厂每日产生约 300 立方米高浓度有机废水，废水含有大量的糖类、蛋白质、油脂等污染物，且水量水质波动较大。为实现废水达标排放，工厂选用 SBR 工艺进行处理。

首先，针对废水的高有机物含量，在进水时进行适当的水质水量调节，设置格栅和调节池，去除大颗粒杂质并均衡水质。进入 SBR 反应器后，反应阶段根据废水的 COD 浓度动态调整曝气时间，从 4 小时到 6 小时不等。由于食品废水易产生泡沫，在曝气系统上增设消泡装置。沉淀阶段，结合斜板沉淀技术，缩短沉淀时间至 1 小时。排水阶段，使用虹吸式滗水器，快速且平稳地排出上清液。经过 SBR 工艺处理后，废水的 COD 去除率达到 90% 以上，BOD 去除率达到 95%，氨氮和磷的去除率也满足当地环保要求，确保工厂废水稳定达标排放，避免了对周边水环境的污染。