污水處理技術中SBR工藝的講解

序批式活性污泥法(SBR-SequencingBatchReactor)是早在1914年就由英國學

者Ardern和Lockel發(fā)明了的水處理工藝。7()年代初，美國NaireDame大學的R.kvine教

授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國環(huán)保局(EPA)

的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產了世界上第一個SBR法污水

處理廠。

在國內，彭永臻院士那篇著名的論文《SBR法的五大優(yōu)點》可以說是我國開啟對于SBR工

藝廣泛研究的信號燈吧，這篇論文在我國對于SBR研究上的有著非常高的地位，被引用了

不少次。

工藝流程

鼓風機房碳源投加間及加藥間

中

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序批式活性污泥法(SBR—SequencingBatchReactor)是早在1914年就由英國學者

Ardern和Locket發(fā)明了的水處理工藝。70年代初，美國NatreDame大學的R.Inin

e教授采用實驗室規(guī)模對SBR工藝進行了系統(tǒng)深入的研究，并于1980年在美國環(huán)保局(E

PA)的資助下，在印第安那州的Culwer城改建并投產門上界上第一個SBR法污水處理廠。

SBR工藝的過程是按時序來運行的，一個操作過程分五個階段：進水、反應、沉淀、灌水、

閑置。

由于SBR在運行過程中，各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態(tài)等

都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈便變化。對于SBR

反應器來說，只是時序控制，無空間控制障礙，所以可以靈便控制。因此，SBR工藝發(fā)展

速度極快，并衍生出許多種新型SBR處理「藝。

間歇式循環(huán)延時曝氣活性污泥法(ICEAS—IntermittentCyclicExtendedSystem)是在1968

年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開辟的。1976年世界上第一座ICEAS工

藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比，最大特點是：在反應器進水端設一個預反

應區(qū)，整個處理過程連續(xù)進水，間歇排水，無明顯的反應階段和閑置階段，因此處理費用比

傳統(tǒng)SBR低。由于全過程連續(xù)進水，沉淀階段泥水分離差，限制了進水量。

好氧間歇曝氣系統(tǒng)(DAT-IAT—DemandAerationTank-IntermittentTank)是由天津市政

工程設計研究院提出的一種SBR新工藝。主體構筑物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池

IAT池組成，DAT池連續(xù)進水連續(xù)曝氣，其出水從中間墻進入IAT池，IAT池連續(xù)進水間

歇排水。同時，IAT池污泥回流DAT池。它具有抗沖擊能力強的特點，并有除磷脫氮功能。

循環(huán)式活性污泥法(CASS―CyclicActivatedSludgeSystem)是Gotonszy教授在ICEAS工

藝的基礎上.開辟出來的，是SBR工藝的--種新形式。將ICEAS的預反應區(qū)用容枳更小，設

計更加合理優(yōu)化的生物選擇器代替。通常CASS池分三個反應區(qū)：生物選擇器、缺氧區(qū)和

好氧區(qū)，容積比普通為1：5：30。整個過程間歇運行，進水同時曝氣并污泥回流。該處理

系統(tǒng)具有除氮脫磷功能。

UNITANK單元水池活性污泥處理系統(tǒng)是比利時SEGUERS公司提出的，它是SBR工藝

的又一種變形。它集合了SBR工藝和氧化溝工藝的特點，一體化設計使整個系統(tǒng)連續(xù)進

水連續(xù)出水，而單個池子相對為間歇進水間歇排水。此系統(tǒng)可以靈便的進行時間和空間控制，

適當的增大水力停留時間，可以實現污水的脫氮除磷。

改良式序列間歇反應耀(MSBR—ModifiedSequencingBalchReactor)是C,Y.Yang等人根

據SBR技術特點結合A2-0工藝，研究開辟的一種更為理想的污水處理系統(tǒng)。采用單池多

方格方式，在恒定水位下連續(xù)運行。通常MSBR池分為主曝氣池、序批池1、序批池2、

厭氧池A、厭氧池B、缺氧池、泥水分離池。

每一個周期分為6個時段，每3個時段為一個半周期。一個半周期的運行狀況：污水首先進

入厭氧池A脫氮，再進入厭氧池B除磷，進入主曝氣池好氧處理，然后進入序批池，兩個

序批池交替運行(缺氧一好氧/沉淀一出水)。脫氮除磷能力更強。

SBR工藝優(yōu)點

1、理想的推流過程使生化反應推動力增大，效率提高，池內厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈

化效果好。

2、運行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質好。

3、耐沖擊負荷，池內有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效反抗水量和有機污

物的沖擊。

4、工藝過程中的各工序可根據水質、水量進行調整，運行靈便。

5、處理設備少，構造簡單，便于操作和維護管理。

6、反應池內存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。

7、SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法，利于廢水處理廠的擴建和改造。

8、脫氮除磷，適當控制運行方式，實現好氧、缺氧、厭狗狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷

效果。

9、工藝流程簡單、造價低。主體設備惟獨一個序批式間歇反應器，無二沉池、污泥回流系

統(tǒng)，調節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。

SBR系統(tǒng)的合用范圍

設計。閑置時間（IE）普通按2h設計。一個周期所需時間tC>tRtStD,周期數n

24/tC

2、反應池容積的計算

假設每一個系列的污水量為q，則在每一個周期進入各反應池的污水量為q/n.N。各反應池的

容積為：

V:各反應池的容量

1/m：排出比

n：周期數（周期/d）

N:每一系列的反應池數量

q：每一系列的污水進水量（設計最大日污水量）（m3/d）

污水處理技術中SBR工藝的講解

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在序批式活性污泥法中，由于在同一反應池內進行活性污泥的曝氣和沉淀，曝氣裝置必須是

不易阻塞的，同時考慮反應池的攪拌性能。常用的曝氣系統(tǒng)有氣液混合噴射式、機械攪拌式、

穿孔曝氣管、微孔曝氣器，普通選射流曝氣，因其在不曝氣時尚有混合作用，同時避免阻塞。

4、排水系統(tǒng)

⑴上清液排除出裝置應能在設定的排水時間內，活性污泥不發(fā)生上浮的情況下排出上清液,

排出方式有重力排出和水泵排出。

⑵為預防上清液排出裝置的故障，應設置事故用排水裝置。

⑶在上清液排出裝置中，應設有防浮渣流出的機構。

序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期，應排出與活性污泥分離的上清液，并且具備以下

的特征：

1）應能既不擾動沉淀的污泥，又不會使污泥上浮，按規(guī)定的流量排出上清液。（定量排水）

2）為獲得分離后清澄的處理水，集水機構應盡量挨近水面，并可隨上清液排出后的水位變

化而進行排水。（追隨水位的性能）

3）排水及住手排水的動作應平穩(wěn)進行，動作準確，持久可靠。（可靠性）

排水裝置的結構形式，根據升降的方式的不同，有浮子式、機械式和不作升降的固定式。

5、排泥設備

設計污泥干固體量;設計污水量x設計進水SS濃度x污泥產率/1000,在高負荷運行（0.

1~0.4kg-BOD/kg-ss-d）時污泥產量以每流入1kgSS產生1kg計算，在低負荷運行

（0.03~0.1kg-BOD/kg-ssd）時以每流入1kgSS產生0.75kg計算。

在反應池中設置簡易的污泥濃縮槽，能夠獲得2~3%的濃縮污泥。由于序批式活性污泥法

不設初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應采用不易阻塞的泵型。

SBR設計主要參數

序批式活性污泥法的設計參數，必須考慮處理廠的地域特性和設計條件（用地面積、維護管

理、處理水質指標等）適當的確定。

用于設施設計的設計參數應以下值為準：

項目參數

BOD-SS負荷（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￡（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種根據有機負荷的不同而從低負荷（相當于氧化溝法）到高負荷（相

當于標準活性污泥法）的范圍內都可以運行的方法。序批式活性污泥法的BOD-SS負荷，

由于將曝氣時間作為反應時間來考慮，定義公式如卜丁

QS：污水進水量（m3/d）

CS：進水的平均BOD5（mg/l）

CA：曝氣池內混合液平均MLSS濃度（mg/1）

V：曝氣池容積

e：曝氣時間比e=n-TA/24

n:周期數TA:一個周期的曝氣時間

序批式活性污泥法的負荷條件是根據每?個周期內，反應池容枳對污水進水量之比和每F1的

周期數來決定，此外，在序批式活性污泥法中，因池內容易保持較好的MLSS濃度，所以

通過MLSS濃度的變化，也可調節(jié)有機物負荷。進一步說，由于曝氣時間容易調節(jié)，故通

過

改變曝氣時間，也可調節(jié)有機物負荷。

在脫氮和脫硫為對象時，除了有機物負荷之外，還必須對排出比、周期數、每H曝氣時間等

進行研究。

在用地面積受限制的設施中，適宜于高負荷運行，進水流量小負荷變化大的小規(guī)模設施中，

最好是低負荷運行。因此，有效的方式是在投產初期按低負荷運行，而隨著水量的增加I,也

可按高負荷運行。

不同負荷條件下的特征

有機物負荷條件（進水條件）高負荷運行低負荷運行

間歇進水間歇進水、連續(xù)

運行條件BOD-SS負荷(kg-BOD/kg-ss-d)0.1-0.40.03~0.1

周期數大(3~4)小(2~3)

排出比大小

處理特性芍機物去除處理水BOD<20mg/l去除率比較高

脫氮較低高

脫磷高較低

污泥產量多少

維護管理抗負荷變化性能比低負荷差對負荷變化的適應性強，運行的靈便性強

用地面積反應池容積小，省地反應池容積較大

合用范圍能有效地處理中等規(guī)模以上的污水，合用于處理規(guī)模約為2000m3/d以上的設施

合用于小型污水處理廠，處理規(guī)模約為2O(X)m3/d以下，合用于不需要脫氮的設施。

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活性污泥法河水廠的奧型漁瑞圖

SBR設計需特殊注意的問題

（一）主要設施與設備

1、設施的組成

本法原則上不設初次沉淀池，本法應用于小型污水處理廠的主要原因是設施較簡單和維護管

理較為集中。為適應流量的變化，反應池的容積應留有余量或者采用設定運行周期等方法。

但

是，對于遨游地等流量變化很大的場合，應根據維護管理和經濟條件，研究流量調節(jié)池的設

置。

反應池水深過深，基于以下理由是不經濟的：①如果反應池的水深大，排出水的深度相應增

大，則固液分離所需的沉淀時間就會增加。②專用的上清液排出裝置受到結構上的限制，上

清液排出水的深度不能過深。

反應池水深過淺，基于以下理由是不希翼的：①在排水城間，由于受到活性污泥界面以上的

最小水深限制，上清液排出的深度不能過深。②與其他相同BOD—SS負荷的處理方式相

比，其優(yōu)點是用地面積較少。

反應池的數量，考慮清洗和檢修等情況，原則上設2個以上。在規(guī)模較小或者投產初期污

水量較小時，也可建一個池。

3、排水裝置

排水系統(tǒng)是SBR處理工藝設計的重要內容，也是其設計中最具特色和關系到系統(tǒng)運行成敗

的關鍵部份。目前，國內外報導的SBR排水裝置大致可歸納為以下幾種；⑴潛水泵單點或

者

多點排水。這種方式電耗大且容易吸出沉淀污泥；⑵池端（側）多點固定閥門排水，由上自

下開啟閥門。

缺點操作不方便，排水容易帶泥；⑶專用設備浮水器。滓水器是是一種能隨水位變化而調節(jié)

的出水堰，排水口淹沒在水面下一定深度，可防止浮渣進入。理想的排水裝置應滿足以下幾

個條件：①單位時間內出水量大，流速小，不會使沉淀污泥重新翻起；②集水口隨水位下降，

排水期間始終保持反應之中的靜止沉淀狀態(tài)；③排水設備堅固耐用且排水量可無級調控，自

動化程度高。

在設定一個周期的排水時間時，必須注意以下項目：

①卜清液排出裝置的沸流負荷——確定需要的設備數量：

②活性污泥界面上的最小水深——主要是為了防止污泥上浮，由上清液排出裝置和溢流負荷

確定，性能方面，水深要盡可能?。?/p>

③隨著上清液排出裝置的溢流負荷的增加，單位時間的處理水排出量增大，可縮短排水時間，

相應的后續(xù)處理構筑物容量須擴大：

④在排水期，沉淀的活性污泥上浮是發(fā)生在排水即將結束的時候，從沉淀工序的中期就開

始排水符合SBR法的運行原理。

|排沙外運

進水r曝氣

------>粗格柵—>提升泵房—>細格柵—>

沉砂池

出水加氯回流污泥

至四排溝I

接觸池一配水井

污泥補運

「均質池T濃縮池

??

SBR工藝的需氧與供氧

SBR工藝有機物的降解規(guī)律與推流式曝氣池類似，推流式曝氣池是空間（長度）上的推流，

而SBR反應池是時間意義上的推流。由于SBR工藝有機物濃度是逐漸變化的，在反應初

期，池內有機物濃度較高，如果供軌速率小于耗氧速率，則混合液中的溶解氧為零，對單一

的微生物而言，氧吁的得到可能是間斷的，供氧速率決定了有機物的降解速率。

隨著好氧進程的深入，有機物濃度降低，供氧速率開始大于耗氧速率，溶解氧開始浮現，微

生物開始可以得到充足的氧氣供應，有機物濃度的高低成為影響有機物降解速率的?個重要

因素。從耗氧與供氧的關系來看，在反應初期SBR反應池保持充足的供氧，可以提高有機

物的降解速度，隨著溶解氧的浮現，逐漸減少供氧量，可以節(jié)約運行費用，縮短反應時間。

SBR反應池通過曝氣系統(tǒng)的設計，采用漸減曝氣更經濟、合理一些。

SBR工藝排出比（1/m）的選擇

SBR工藝排出比（1/m）的大小決定了SBR工藝反應初期有機物濃度的高低。排出比小，

初始有機物濃度低，反之則高。根據微生物降解有機物的規(guī)律，當有機物濃度高時，有機物

降解速率大，曝氣時間可以減少。

但是，當有機物濃度高時，耗氧速率也大，供氧與耗氧的矛盾可能更大。此外，不同的廢水

活性污泥的沉降性能也不同。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜選用較小的排出比，

反之則宜采用較大的排出比。排出比的選擇還與設計選用的污泥負荷率、混合液污泥濃度等

有關。

SBR反應池混合液污泥濃度

根據活性污泥法的基本原理，混合液污泥濃度的大小決定了生化反應器容積的大小。SBR

工藝也同樣如此，當混合液污泥濃度高時，所需曝氣反應時間就短，SBR反應池池容就小，

反之SBR反應池池容則天。

但是，當混合液污泥濃度高時，生化反應初期耗氧速率增大，供氧與耗氧的矛盾更大。此外，

池內混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時間。污泥濃度高需要的沉淀時間長，反之則短。

當污泥的沉降性能好，排出比小，有機物濃度低，供氧速率高，可以選用較大的數值，反之

則宜選用較小的數值。SBR工藝混合液污泥濃度的選擇應綜合多方面的因素來考慮.

關于污泥負荷率的選擇

污泥負荷率是影響曝氣反應時間的主要參數，污泥負荷率的大小關系到SBR反應池最終出

水有機物濃度的高低。當要求的出水有機物濃度低時，污泥負荷率宜選用低值；當廢水易于

生物降解時，污泥負荷率睢著增大。污泥負荷率的選擇應根據廢水的可生化性以及要求的出

水水質來確定。

SBR工藝與調節(jié)、水解酸化工藝的結合

SBR工藝采用間歇進水、間歇排水，SBR反應池有一定的調節(jié)功能，可以在一定程度上起

到均衡水質、水量的作用。通過供氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)的設計，自動控制方式的設計，閑置期

時間的選擇，可以將SBR工藝與調節(jié)、水解酸化工藝結合起來，使三者合建在一起，從而

節(jié)約投資與運行管理費用。

在進水期采用水下攪拌器進行攪拌，進水電動閥的關閉夾用液位控制，根據水解酸化需要的

時間確定開始曝氣時刻，將調節(jié)、水解酸化工藝與SBR工藝有機的結合在一起。反應池進

水開始作為閑置期的結束則可以使整個系統(tǒng)能正常運行。具體操作方式如下所述;

進水開始既為閑置結束，通過上一組SBR池進水結束時間來控制:

進水結束通過液位控制，整個進水時間可能是變化的。

水解酸化時間由進水開始至曝氣反應開始，包括進水期，這段時間可以根據水量的變化情況

與需要的水解酸化時間來確定，不小于在最小流量下充滿SBR反應池所需的時間。

曝氣反應開始既為水解酸化攪拌結束，曝氣反應時間可根據計算得出。

沉淀時間根據污泥沉降性能及混合液污泥濃度決定，它的開始即為曝氣反應的結束c

排水時間由灌水器的性能決定，濯水結束可以通過液位控制。

閑置期的時間選擇是調節(jié)、水解酸化及SBR工藝結合好壞的關鍵。閑置時間的長短應根據

廢水的變化情況來確定，實際運行中，閑置時間時常變動。通過閑置期間的調整，將

SBR反應池的進水合理安排，使整個系統(tǒng)能正常運轉，避免整個運行過程的紊亂。

SBR調試程序及注意事項

(一)活性污泥的培養(yǎng)馴化

SBR反應池去除有機物的機理與普通活性污泥法基本相同，主要大量繁殖的微生物群體

降解污水中的有機物。

活性污泥處理系統(tǒng)在正式投產之前的首要工作是培養(yǎng)和馴化活性污泥。活性污泥的培養(yǎng)馴化

可歸納為異步培馴法、同步培馴法和接種培馴法，異步法為先培養(yǎng)后馴化，同步法則培養(yǎng)和

馴化同時進行或者交替進行，接種法系利用其他污水處理廠的剩余污泥，再進行適當的培馴。

培養(yǎng)活性污泥需要有菌種和菌種所需要的營養(yǎng)物。對于城市污水，其中的菌種和營養(yǎng)都具備，

可以直接進行培養(yǎng)。對于工業(yè)廢水，由于其中缺乏專性菌種和足夠的營養(yǎng)，因此在投產時除

用普通的菌種和所需要營養(yǎng)培養(yǎng)足夠的活性污泥外，還應對所培養(yǎng)的活性污泥進行馴化，使

活性污泥微牛.物群體逐漸形成具有代謝特定工業(yè)廢水的酶系統(tǒng)，具有某種專性。

(-)試運行

活性污泥培養(yǎng)馴化成熟后，就開始試運行。試運行的目的使確定最佳的運行條件。

在活性污泥系統(tǒng)的運行中.影響因素不少，混合液污泥濃度、空氣量、污水量、污水的營養(yǎng)

情況等?；钚晕勰喾ㄒ笤谄貧獬貎缺３诌m宜的營養(yǎng)物與微生物的比