SBR工艺原理及运行总结

摘要：该文章详细介绍了SBR 工艺的原理，并对工艺启动、调试、运行管理中的问题进行了分析，对于进行此方面设计，施工、调试具有很好的参考意义。

关键词：SBR工艺 运行 总结

 

　　SBR工艺总结

　　SBR污水处理技术

　　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。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：

　　 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

　　SBR设计要点

　　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

　　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、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，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。

　　4、排水系统

　　⑴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。

　　⑵为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。

　　⑶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。

　　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1 kgSS产生0.75 kg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。

　　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

　　 n: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。

　　不同负荷条件下的特征

　　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-ss·d） 0.1～0.4 0.03～0.1

　　周期数 大（3～4） 小（2～3）

　　排出比 大 小

　　处理特性 有机物去除 处理水BOD<20mg/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 抗负荷变化性能比低负荷差 对负荷变化的适应性强，运行的灵活性强

　　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的污水，适用于处理规模约为2000m3/d以上的设施 适用于小型污水处理厂，处理规模约为2000m3/d以下，适用于不需要脱氮的设施