SBR工藝控制與淺析

      河南浩輝環(huán)�？萍加邢薰�司結(jié)合公司多年污水運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及水處理理論知識(shí)，歸納總結(jié)SBR工藝運(yùn)行控制基本原理及注意事項(xiàng)，供大家參考交流。

1、SBR法的基本運(yùn)行模式及其原理

SBR法又叫序批式活性污泥法 是活性污泥法的一種,又被命名為序列式序批反應(yīng)器法，在序批式反應(yīng)器中完成污廢水中污染物的去除。

SBR法的運(yùn)行工況是以序批操作為主要特征的。所謂序批式有兩種含義:

一是運(yùn)行操作在空間上按序批方式運(yùn)行。由于多數(shù)情況下污水都是連續(xù)排放的且流量波動(dòng)很大,這時(shí),SBR處理系統(tǒng)至少需要兩個(gè)反應(yīng)器交替運(yùn)行,污水按序列連續(xù)進(jìn)入不同反應(yīng)器，它們運(yùn)行時(shí)的相對(duì)關(guān)系是有次序的，也是序批的;

二是對(duì)于每一個(gè)SBR來(lái)說(shuō),運(yùn)行操作在時(shí)間上也是按次序排列的、序批的，SBR工藝一個(gè)完整的典型的運(yùn)行周期分5個(gè)階段,依次為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置,所有的操作都在一個(gè)反應(yīng)器中完成。

1)進(jìn)水階段

運(yùn)行周期從廢水進(jìn)入反應(yīng)器開(kāi)始。進(jìn)水時(shí)間由設(shè)計(jì)人員確定,取決于多種因素包括設(shè)備特點(diǎn)和處理目標(biāo)等。進(jìn)水階段的主要作用在于確定反應(yīng)器的水力特征。如果進(jìn)水階段時(shí)間短,其特征就像是瞬時(shí)工藝負(fù)荷,系統(tǒng)類似于多級(jí)串聯(lián)構(gòu)型的連續(xù)流處理工藝,所有微生物短時(shí)間內(nèi)接觸高濃度的有機(jī)物及其他組分,隨后各組分的濃度隨著時(shí)間逐漸降低;如果進(jìn)水階段時(shí)間長(zhǎng)，瞬時(shí)負(fù)荷就小，系統(tǒng)性能類似于完全混合式連續(xù)流處理工藝,微生物接觸到的是濃度比較低且相對(duì)穩(wěn)定的廢水。

2)反應(yīng)階段

進(jìn)水階段之后是反應(yīng)階段,微生物主要在這一階段與廢水各組分進(jìn)行反應(yīng)。實(shí)際上,這些反應(yīng)(即微生物的生長(zhǎng)和基質(zhì)的利用過(guò)程)在進(jìn)水階段也在進(jìn)行,隨著污水流入,微生物對(duì)污染物的利用也即開(kāi)始。所以進(jìn)水階段應(yīng)該被看作“進(jìn)水+反應(yīng)”階段,反應(yīng)在進(jìn)水階段結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)行。完成一一定程度的處理目標(biāo)需要一定的反應(yīng)過(guò)程。如果進(jìn)水階段短，單獨(dú)的反應(yīng)階段就長(zhǎng);反之,如果進(jìn)水階段長(zhǎng),要求相應(yīng)的單獨(dú)反應(yīng)階段就短,甚至沒(méi)有。由于這兩個(gè)階段對(duì)系統(tǒng)性能影響不同,所以需要單獨(dú)解釋。

在進(jìn)水階段和反應(yīng)階段所建立的環(huán)境條件決定著發(fā)生反應(yīng)的性質(zhì)。例如,如果進(jìn)水階段和反應(yīng)階段都是好氧的,則只能發(fā)生碳氧化和硝化反應(yīng)。此時(shí)SBR的性能介于傳統(tǒng)活性污泥法和完全混合活性污泥法之間,取決于進(jìn)水階段的長(zhǎng)短。如果只進(jìn)行混合而不曝氣,在硝態(tài)氮存在的條件下就會(huì)發(fā)生反硝化反應(yīng)。如果反應(yīng)階段發(fā)生硝化,產(chǎn)生硝酸鹽,并且在周期結(jié)束時(shí)仍留在反應(yīng)器中,那么在進(jìn)水階段和反應(yīng)階段初期增加一個(gè)只混合而不曝氣的間隙,就可以使SBR法類似于連續(xù)流A/O系統(tǒng)。如果在反應(yīng)階段后期增加一個(gè)只混合而不曝氣的間隙，SBR法就變得與Berdenpho工藝類似。另一方面,如果SBR法在比較短的SRT下運(yùn)行,沒(méi)有硝酸鹽產(chǎn)生,在進(jìn)水階段和反應(yīng)階段只攪拌而不曝氣，就可以篩選出聚磷菌，SBR法就變得與phoredox或An/O連續(xù)系統(tǒng)類似。這幾個(gè)例子清楚地表明,SBR法可以通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)和運(yùn)行方式來(lái)模擬多種不同的連續(xù)處理工藝。

3)沉淀階段

反應(yīng)階段完成之后,停止混合和曝氣,使生物污泥沉淀,完成泥水分離。與連續(xù)處理工藝相同,沉淀有兩個(gè)作用:澄清出水達(dá)到排放要求和保留微生物以控制SRT。剩余污泥可以在沉淀階段結(jié)束時(shí)排除,類似于傳統(tǒng)的連續(xù)處理工藝;或者剩余污泥可以在反應(yīng)階段結(jié)束時(shí)排出,類似于Garrett工藝。

4)排水階段

不管剩余污泥在什么階段排出，經(jīng)過(guò)有效沉淀后的上清液作為出水在排放階段被排出,留在反應(yīng)器中的混合液用于下一個(gè)循環(huán)。如果為了向進(jìn)水階段的反硝化提供硝酸鹽而保留了相對(duì)于進(jìn)水大得多的液體和微生物,那么所保留的這部分就類似于連續(xù)流處理中的污泥回流和內(nèi)循環(huán)工藝。

5)閑置階段

閑置階段主要是提高每個(gè)運(yùn)行周期的靈活性。閑置階段對(duì)于多池SBR系統(tǒng)尤其重要,它可以協(xié)同進(jìn)行幾個(gè)操作以達(dá)到最佳處理效果。閑置階段是否進(jìn)行混合和曝氣取決于整個(gè)工藝的目的。閑置階段的長(zhǎng)短可以根據(jù)系統(tǒng)的需要而變化。閑置階段之后就是新的進(jìn)水階段,新一輪循環(huán)就啟動(dòng)了。

在一個(gè)后行周期中,各個(gè)階段的送行時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化以及送行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水性質(zhì)、出水質(zhì)量與送行功能要求等靈活掌握。比如在進(jìn)水階段,可按只進(jìn)水不曝氣(攪拌或不攪拌)方式送行,也可按邊進(jìn)水水邊曝氣方式運(yùn)行,前者稱限制性曝氣,后者稱非限制性曝氣。在反應(yīng)階段,可以始終曝氣;為了生物脫氮也可曝氣不攪拌,或者曝氣攪拌交替進(jìn)行;其剩余污泥量可以在閑置階段排放,也可在排水階段或反應(yīng)階段后期排放�？梢�(jiàn),對(duì)于某——單一SBR來(lái)說(shuō),不存在空間上控制的障礙;在時(shí)間上,SBR也可靈活的調(diào)整程序控制器,控制系和風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)，進(jìn)行有效的變換,達(dá)到多種功能。這種靈活性是序批式反立器有別于連續(xù)流反立器的獨(dú)特特點(diǎn)。

SBR的分類

SBR法主要有4種分類方：

1)按進(jìn)水方式分

按進(jìn)水方式可分為序批進(jìn)水式和連續(xù)進(jìn)水式。

序批進(jìn)水方式,由于沉淀階段和排水階段不進(jìn)水，所以較易保證出水的水質(zhì)，但需幾個(gè)反應(yīng)池組合起來(lái)運(yùn)行，以處理連續(xù)流入污水處理廠的污廢水。連續(xù)進(jìn)水方式,雖可采用一個(gè)反應(yīng)池連續(xù)地處理廢水,但由于在沉淀階段和排水階段污水的流入，會(huì)引起活性污泥上浮或與處理水相混合,所以可能使處理水質(zhì)變差。如果在沉淀階段和排水階段減少進(jìn)水水量,可減少其影響。

完全混合序批反應(yīng)器內(nèi)有機(jī)物濃度、MLSS濃度以及溶解氧濃度較為均勻。循環(huán)式水渠型反應(yīng)器溶解氧隨混合液的流向變化而變化,但有機(jī)物濃度、MI SS濃度在各點(diǎn)大致也是均勻的。

2)按反應(yīng)器的形式分

按反應(yīng)器的形式可分為完全混合序批反應(yīng)器與循環(huán)式水渠型反應(yīng)器。

3)按污泥負(fù)荷分

按污泥負(fù)荷SBR可分為高負(fù)荷和低負(fù)荷兩種。高負(fù)荷方式與普通活性污泥法相當(dāng),低負(fù)荷與氧化溝或延時(shí)曝氣相當(dāng)。高負(fù)荷一般為0.1～0.4kgBOD/(kgSS·d)，低負(fù)荷為0.03～0.05kgBOD/(kgSS·d)。

4)按進(jìn)水階段是否曝氣分

按進(jìn)水階段曝氣與否可分為限制曝氣、非限制曝氣和半限制曝氣。

限制曝氣:進(jìn)水階段不曝氣,多用于處理易降解有機(jī)污水，如生活污水，限制曝氣的反應(yīng)時(shí)間較短;

非限制曝氣:進(jìn)水同時(shí)進(jìn)行曝氣,多用于處理較難降解的有機(jī)廢水,非限制曝氣的反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng);

半限制曝氣:進(jìn)水一定時(shí)間后開(kāi)始曝氣,多用于處理城市污水。

SBR的特點(diǎn)

1.SBR法的優(yōu)點(diǎn)：

1）工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省費(fèi)用

原則上SBR法的主體工藝設(shè)備，只有一個(gè)間歇反應(yīng)器(SBR)。它與普通活性污泥法工藝流程相比，不需要二次沉淀池、回流污泥及其設(shè)備，一般情況下不必設(shè)調(diào)節(jié)池，多數(shù)情況下可省去初期沉淀池。1985年Arora等人對(duì)加拿大、美國(guó)和澳大利亞等國(guó)的8個(gè)SBR法污水處理廠調(diào)查，其中只有一個(gè)處理廠設(shè)置調(diào)節(jié)池，另兩個(gè)處理廠設(shè)初次沉淀池�？v觀污水人工生物處理各種工藝方法，象SBR法這樣簡(jiǎn)易的工藝絕無(wú)僅有。ketchum等人的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:采用SBR法處理小城鎮(zhèn)污水，要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%多。此外，采用如此簡(jiǎn)潔的SBR法工藝的污水處理系統(tǒng)還有布置緊湊、節(jié)省占地面積的優(yōu)點(diǎn)。

2）理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大效率高

這是SBR法最大的優(yōu)點(diǎn)之一。SBR法反應(yīng)器中的底物和微生物濃度是變化的，而且不連續(xù)，因此，它的運(yùn)行是典型的非穩(wěn)定狀態(tài)。而在其連續(xù)曝氣的反應(yīng)階段，也屬非穩(wěn)定狀態(tài)，但其底物(與有機(jī)物或BOD等價(jià))和微生物(MLSS 表示)濃度的變化是連續(xù)的。這期間，雖然反應(yīng)器內(nèi)的混合液呈完全混合狀態(tài)，但是其底物與微生物濃度的變化在時(shí)間上是一個(gè)推流(plug flow)過(guò)程，并且呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。

在連續(xù)流反應(yīng)器中，有完全混合式與推流式兩種極端的流態(tài)。在連續(xù)流完全混合式曝氣池中的底物濃度等于出水底物濃度，底物流入曝氣池的速度即為底物降解速率。根據(jù)生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，由于曝氣池中的底物濃度很低，其生化反應(yīng)推動(dòng)力也很小，反應(yīng)速率與去除有機(jī)物效率都低。在理想的推流式曝氣池中，污水與回流污泥形成的混合液從池首端進(jìn)入，呈推流狀態(tài)沿曝氣池流動(dòng)，至池末端流出，此間在曝氣池的各斷面上只有橫向混合，不存在縱向的“返混”。作為生化反應(yīng)推動(dòng)力的底物濃度，從進(jìn)水的最高逐漸降解至出水時(shí)的最低濃度，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程底物濃度沒(méi)被稀釋，盡可能地保持了最大的推動(dòng)力。

完全混合式曝氣池所需要的水力停留時(shí)間Tc 或有效容積Vc 一般要比間歇反應(yīng)器相應(yīng)的Tc 和Vc 大3倍。Ngwwn-Jern指出:如果為了去除生活污水中的有機(jī)物，用3BR法曝氣15min就夠了。

3)運(yùn)行方式靈活，脫氮除磷效果好

SBR法為了不同的凈化目的，可以通過(guò)不同的控制手段，靈活地運(yùn)行。由于在時(shí)間上的靈活控制，為其實(shí)現(xiàn)脫氮除磷提供了極有利的條件。它不僅很容易實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧與厭氧狀態(tài)交替的環(huán)境條件，而且很容易在好氧條件下增大曝氣量、反應(yīng)時(shí)間與污泥齡，來(lái)強(qiáng)化硝化反應(yīng)與脫磷菌過(guò)量攝取磷過(guò)程的順利完成；也可以在缺氧條件下方便地投加原污水(或甲醇等)或提高污泥濃度等方式，提供有機(jī)碳源作為電子供體使反硝化過(guò)程更快地完成；還可以在進(jìn)水階段通過(guò)攪拌維持厭氧狀態(tài)，促進(jìn)脫磷菌充分地釋放磷。

應(yīng)指出，上述復(fù)雜的脫氮除磷過(guò)程只有在A-A/O工藝中才能完成，而SBR法的單一反應(yīng)器一個(gè)運(yùn)行周期即可完成。具體操作過(guò)程、運(yùn)行狀態(tài)與功能如下；進(jìn)水階段，攪拌(厭氧狀態(tài)釋放磷)→反應(yīng)階段，曝氣(好氧狀態(tài)降解有機(jī)物、硝化與攝取磷)、排泥(除磷)、攪拌與投加少量有機(jī)碳源(缺氧狀態(tài)反硝化脫氮)、再曝氣(好氧狀態(tài)去除剩余的有機(jī)物)→排水階段→閑置階段，然后進(jìn)水再進(jìn)入另一個(gè)運(yùn)行周期。并曾做過(guò)進(jìn)水與反應(yīng)階段用曝氣與攪拌交替進(jìn)行的運(yùn)行方式脫氮的試驗(yàn)研究，其脫氮效率更高。

如果原污水中的P:BOD值太高，用普通厭氧/好氧法難于提高除磷率時(shí)，可以根據(jù)Phostrip法除磷的原理在SBR法中實(shí)現(xiàn)，只增加一個(gè)混凝沉淀池即可。可見(jiàn)，SBR法很容易滿足脫氮除磷的工藝要求，在時(shí)間上控制的靈活性又能大大提高脫氮除磷的效果。

4)防止污泥膨脹的最好工藝

污泥膨脹多為絲狀性膨脹，在活性污泥法中間歇式最不易發(fā)生膨脹，完全混合式最容易引起膨脹。按照發(fā)生膨脹難易程度的排列順序是:間歇式、傳統(tǒng)推流式、階段曝氣式和完全混合式，同時(shí)發(fā)現(xiàn)其降解有機(jī)物(對(duì)易降解污水)速率或效率的高低，也遵循這個(gè)排列順序。SBR能有效地控制絲狀菌的過(guò)量繁殖，可從四個(gè)方面說(shuō)明。

a.底物濃度梯度大(也是F/M梯度)，是控制膨脹的重要因素。完全混合式基本沒(méi)有梯度，非常易膨脹；推流式曝氣池的梯度較大，不易膨脹；而SBR法反應(yīng)階段在時(shí)間上的理想推流狀態(tài)，使F/M梯度也達(dá)到理想的最大，因此，它比普通推流式還不易膨脹。研究進(jìn)一步證實(shí)，縮短SBR法的進(jìn)水時(shí)間，反應(yīng)前底物濃度更高，其后的梯度更大，SVI值更低，更不易膨脹。

b.缺氧好氧狀態(tài)并存。絕大多數(shù)絲狀菌，如球衣菌屬等都是專性好氧菌，而活性污泥中的細(xì)菌有半數(shù)以上是兼性菌。與普通活性污泥法不同的是，SBR法中進(jìn)水與反應(yīng)階段的缺氧(或厭氧)與好氧狀態(tài)的交替，能抑制專性好氧絲狀菌的過(guò)量繁殖，而對(duì)多數(shù)微生物不會(huì)產(chǎn)生不利影響。正因?yàn)槿绱�，SBR法中限制曝氣比非限制曝氣更不易膨脹。

c.反應(yīng)器中底物濃度較大。絲狀菌比絮凝菌膠團(tuán)的比表面積大，攝取低濃度底物的能力強(qiáng)，所以在低底物濃度的環(huán)境中(如完全混合式曝氣池)往往占優(yōu)勢(shì)。在SBR 法的整個(gè)反應(yīng)階段，不僅底物濃度較高、梯度也大，只有在反應(yīng)進(jìn)入沉淀階段前夕，其底物濃度才與完全混合式曝氣池的相同。因此，所以說(shuō)SBR法沒(méi)有利于絲狀菌競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境。

d. 泥齡短、比增長(zhǎng)速率大。一般絲狀菌的比增長(zhǎng)速率比其它細(xì)菌小，在穩(wěn)定狀態(tài)下，污泥齡的倒數(shù)數(shù)值等于污泥比增長(zhǎng)速率，故污泥齡長(zhǎng)的完全混合法易于繁殖絲狀菌。由于SBR法具有理想推流狀態(tài)與快速降解有機(jī)物的特點(diǎn)，使它在污泥齡短的條件下就能滿足出水質(zhì)量要求，而污泥齡短又使剩余污泥的排放速率大于絲狀菌的增長(zhǎng)速率，絲狀菌無(wú)法大量繁殖。

5)耐沖擊負(fù)荷、處理能力強(qiáng)

完全混合式曝氣池比推流式曝氣池的耐沖擊負(fù)荷以及處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力強(qiáng)。SBR法雖然對(duì)于時(shí)間來(lái)說(shuō)是一個(gè)理想的推流過(guò)程，但是就反應(yīng)器本身的混合狀態(tài)仍屬典型的完全混合式，因此具有耐沖擊負(fù)荷和反應(yīng)推動(dòng)力大的優(yōu)點(diǎn)。而且由于SBR法在沉淀階段屬于靜止沉淀，加之污泥沉降性能好與不需要污泥回流，進(jìn)而使反應(yīng)器中維持較高的MLSS 濃度。在同樣條件下，較高的MLSS濃度能降低F/M值，顯然具有更強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷和處理有毒或高濃度有機(jī)廢水的能力。若采用邊進(jìn)水、邊曝氣的非限制曝氣運(yùn)行方式，更能大幅度增加5BR法承受廢水的毒性和高有機(jī)物濃度。

6)其他優(yōu)點(diǎn)

上面談到的五大優(yōu)點(diǎn)是SBR法特征的核心，它粗線條地描繪了SBR法的優(yōu)越性,也表現(xiàn)了其強(qiáng)大的生命力與廣闊的應(yīng)用前景。除此之外,SBR法還具有以下不容忽視的優(yōu)點(diǎn)。

①在沉淀階段,反應(yīng)器內(nèi)無(wú)水流的干擾屬于理想靜態(tài)沉淀，無(wú)異重流或短流現(xiàn)象,污泥也不會(huì)被沖走，所以泥水分離效果好,出水懸浮物相對(duì)少,污泥濃縮得好,也可縮短沉淀時(shí)間。

②由于SBR法序批運(yùn)行的特點(diǎn)，它特別適合于廢水流量變化大甚至序批排放的工業(yè)廢水處理，在流量很小或無(wú)廢水排入時(shí),可延長(zhǎng)進(jìn)水時(shí)間或閑置時(shí)間,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

③具有較高的氧轉(zhuǎn)移推動(dòng)力。在進(jìn)水和反應(yīng)初期,反應(yīng)器內(nèi)溶解氧(DO)濃度很低。根據(jù)活性污泥法動(dòng)力學(xué),在DO濃度很低的條件下，利用游離氧作為最終電子受體的污泥產(chǎn)率較低。此外在缺氧時(shí)反硝化以NOx作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧呼吸時(shí)其污泥產(chǎn)率更低。  這就減少剩余污泥量及其處理費(fèi)用。還有DO濃度低時(shí)，反應(yīng)階段氧的濃度梯度大、氧轉(zhuǎn)移效率高。

④lvine 等的研究還表明SBR法中微生物的RNA含量是傳統(tǒng)活性污泥法中的3～4倍,因RNA含量是評(píng)價(jià)微生物活性最重要的指標(biāo),所以這也是SBR法降解有機(jī)物效率高的一個(gè)重要原因。

⑤可控性好, SBR法可以根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和水量,靈活地改變曝氣時(shí)間以至于一個(gè)運(yùn)行周期所需要的時(shí)間,保證處理效果和效率，也可降低反應(yīng)器內(nèi)的有效水深,節(jié)省曝氣費(fèi)用。此外,SBR系統(tǒng)本身也適合于組件式的構(gòu)造方式,，有利于廢水處理廠的擴(kuò)建與改建。

2.SBR法存在的問(wèn)題

1）SBR反應(yīng)器容積利用率比較低；

2）控制設(shè)備較復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)要求高；

3）變水位運(yùn)行,水頭損失大,與后續(xù)處理工段難協(xié)調(diào)；

4）不宜大規(guī)模化；

5）缺乏適合SBR特點(diǎn)的實(shí)用設(shè)計(jì)方法丶規(guī)范點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。

SBR設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、運(yùn)行周期（T）的確定

SBR的運(yùn)行周期由充水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、排水排泥時(shí)間和閑置時(shí)間來(lái)確定。充水時(shí)間（tv）應(yīng)有一個(gè)最優(yōu)值。如上所述，充水時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體的水質(zhì)及運(yùn)行過(guò)程中所采用的曝氣方式來(lái)確定。當(dāng)采用限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較高時(shí)，充水時(shí)間應(yīng)適當(dāng)取長(zhǎng)一些；當(dāng)采用非限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較低時(shí)，充水時(shí)間可適當(dāng)取短一些。充水時(shí)間一般取1～4ｈ。反應(yīng)時(shí)間（tR）是確定SBR 反應(yīng)器容積的一個(gè)非常主要的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)，其數(shù)值的確定同樣取決于運(yùn)行過(guò)程中污水的性質(zhì)、反應(yīng)器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對(duì)于生活污水類易處理廢水，反應(yīng)時(shí)間可以取短一些，反之對(duì)含有難降解物質(zhì)或有毒物質(zhì)的廢水，反應(yīng)時(shí)間可適當(dāng)取長(zhǎng)一些。一般在2～8h。沉淀排水時(shí)間（tS+D）一般按2～4h設(shè)計(jì)。閑置時(shí)間（tE）一般按2h設(shè)計(jì)。一個(gè)周期所需時(shí)間tC≥tR﹢tS﹢tD ，周期數(shù) n﹦24／tC

2、反應(yīng)池容積的計(jì)算

假設(shè)每個(gè)系列的污水量為q，則在每個(gè)周期進(jìn)入各反應(yīng)池的污水量為q/n·N。各反應(yīng)池的容積為：

V=[q/(n·N)]·m

式中：

    V:各反應(yīng)池的容量    1/m：排出比    n：周期數(shù)（周期/d）    N:每一系列的反應(yīng)池?cái)?shù)量    q：每一系列的污水進(jìn)水量（設(shè)計(jì)最大日污水量）（m3/d）

3、曝氣系統(tǒng)

序批式活性污泥法中，曝氣裝置的能力應(yīng)是在規(guī)定的曝氣時(shí)間內(nèi)能供給的需氧量，在設(shè)計(jì)中，高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)每單位進(jìn)水BOD為0.5～1.5kgO2/kgBOD，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)為1.5～2.5kgO2/kgBOD。

在序批式活性污泥法中，由于在同一反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行活性污泥的曝氣和沉淀，曝氣裝置必須是不易堵塞的，同時(shí)考慮反應(yīng)池的攪拌性能。常用的曝氣系統(tǒng)有氣液混合噴射式、機(jī)械攪拌式、穿孔曝氣管、微孔曝氣器，一般選射流曝氣，因其在不曝氣時(shí)尚有混合作用，同時(shí)避免堵塞。

4、排水系統(tǒng)

1. 上清液排除出裝置應(yīng)能在設(shè)定的排水時(shí)間內(nèi)，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。

2. 為預(yù)防上清液排出裝置的故障，應(yīng)設(shè)置事故用排水裝置。

3. 在上清液排出裝置中，應(yīng)設(shè)有防浮渣流出的機(jī)構(gòu)。

序批式活性污泥的排出裝置在沉淀排水期，應(yīng)排出與活性污泥分離的上清液，并且具備以下的特征：

1) 應(yīng)能既不擾動(dòng)沉淀的污泥，又不會(huì)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(jī)構(gòu)應(yīng)盡量靠近水面，并可隨上清液排出后的水位變化而進(jìn)行排水。（追隨水位的性能）

3) 排水及停止排水的動(dòng)作應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，動(dòng)作準(zhǔn)確，持久可靠。（可靠性）

排水裝置的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)升降的方式的不同，有浮子式、機(jī)械式和不作升降的固定式。

5、排泥設(shè)備

設(shè)計(jì)污泥干固體量=設(shè)計(jì)污水量×設(shè)計(jì)進(jìn)水SS濃度×污泥產(chǎn)率／1000 ，在高負(fù)荷運(yùn)行（0.1～0.4 kg-BOD/kg-ss·d）時(shí)污泥產(chǎn)量以每流入1 kgSS產(chǎn)生1 kg計(jì)算，在低負(fù)荷運(yùn)行（0.03～0.1 kg-BOD/kg-ss·d）時(shí)以每流入1 kgSS產(chǎn)生0.75 kg計(jì)算。

在反應(yīng)池中設(shè)置簡(jiǎn)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(shè)初沉池，易流入較多的雜物，污泥泵應(yīng)采用不易堵塞的泵型。

SBR調(diào)試

1、調(diào)試前的準(zhǔn)備工作

1）儀器設(shè)備的準(zhǔn)備工作：

400倍以上顯微鏡1臺(tái)；測(cè)定pH、電導(dǎo)率、CODCr、氨氮、Tp的相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器及藥劑；溫度計(jì)一支；測(cè)定MLSS的相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材。

2）人員配備：X人。配備專職或者兼職化驗(yàn)人員。

3）處理單元試壓、試漏；管道系統(tǒng)通水、通氣。

4）測(cè)定原水水質(zhì)（CODCr、N、P、pH、水溫）和水量，制定相應(yīng)合適的調(diào)試方案。

2、污泥的培養(yǎng)與馴化

SBR工藝處理污水的關(guān)鍵在于有足夠數(shù)量性能良好的活性污泥，因此活性污泥的培養(yǎng)是SBR 法生產(chǎn)運(yùn)行的第一步，馴化則是對(duì)混合微生物群體進(jìn)行淘汰和誘導(dǎo)，使之成為具有處理污水能力的微生物體系。

1）SBR 池活性污泥的培養(yǎng)

所謂活性污泥的培養(yǎng)，就是為活性污泥微生物提供一定的生長(zhǎng)增值物質(zhì)、溶解氧、適宜的溫度和酸堿度等。在此條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培養(yǎng)，活性污泥形成并逐漸增多，最后達(dá)到處理污水所需的污泥濃度。

污水處理車間（廠）工藝調(diào)試中污泥培養(yǎng)與馴化同地域的氣候密切相關(guān)，為了實(shí)現(xiàn)調(diào)試進(jìn)度計(jì)劃，可采用直接培養(yǎng)法、放大培養(yǎng)法或間歇培養(yǎng)法。

a、直接培養(yǎng)法（生活）

直接培菌方法在處理生活污污水中應(yīng)用較多。在溫暖季節(jié)，先使曝氣池充滿生活污水，悶曝（即曝氣而不進(jìn)污水）數(shù)小時(shí)后，即可連續(xù)進(jìn)水出水。進(jìn)水量從小逐漸增大，污泥不外排，全部留在曝氣池。連續(xù)運(yùn)行數(shù)天后可見(jiàn)活性污泥開(kāi)始出現(xiàn)并逐漸增多�；蛘邚耐�類污水處理廠提取的脫水污泥按比例投入反應(yīng)池內(nèi)，同法培養(yǎng)，直到MLSS和SV達(dá)到適宜數(shù)值為止。

由于生活污水營(yíng)養(yǎng)適合，所以污泥很快就會(huì)增長(zhǎng)至所需的難度。培養(yǎng)時(shí)期（尤其是初期），由于污泥濃度較低，要注意控制曝氣量，防止曝氣過(guò)量，造成污泥解體。

b、放大培養(yǎng)（工業(yè)）

對(duì)于附近無(wú)生化處理系統(tǒng)的地區(qū)，或者規(guī)模較大的工業(yè)污水處理系統(tǒng)，在污泥接種有困難的情況下，也可以采用級(jí)數(shù)擴(kuò)大法培菌。

根據(jù)微生物生長(zhǎng)繁殖快的特點(diǎn)，仿照發(fā)酵工業(yè)中的菌種→種子罐→發(fā)酵罐級(jí)數(shù)擴(kuò)大培養(yǎng)的工藝，因地制宜，尋找合適的容器，分級(jí)擴(kuò)大培菌。例如，一座反應(yīng)池中，投加高濃度糞便以增加污水的濃度和營(yíng)養(yǎng)，隨后以污水都充滿廊道并按上述方法培菌。然后加以擴(kuò)大，最后將污泥擴(kuò)大至整個(gè)曝氣池。

c、間歇培養(yǎng)法（生活比例小，工業(yè)比例大）

本法適用于生活污水所占比例較小的城市污水廠，將污水引入曝氣池，水量約為曝氣池容積的 1/4～1/3，曝氣一段時(shí)間（約4～6小時(shí)）再靜置 1～1.5 小時(shí)。排放上清液，排放量約占總水量的50%左右。此后再注入污水，污水量緩緩增加，重復(fù)上述操作，每天 1～3 次，直到混合液中污泥量達(dá)到15%～20%時(shí)為止，為縮短培養(yǎng)時(shí)間，也可用同類污水處理廠的剩余污泥進(jìn)行接種。

2）SBR 池活性污泥的馴化

對(duì)SBR 池的活性污泥， 除培養(yǎng)外還應(yīng)加以馴化，使其適應(yīng)所處理的污水。馴化方法分為異步馴化法和同步馴化法兩種。

異步馴化法是先培養(yǎng)后馴化，即先用生活污水或糞便稀釋水將活性污泥培養(yǎng)成熟，此后再逐漸增加工業(yè)污水在培養(yǎng)液中的比例，以逐漸馴化污泥。

同步馴化法是在開(kāi)始用生活污水培養(yǎng)活性污泥時(shí)，就投加少量的工業(yè)污水，以后則逐步提高工業(yè)污水在混合液的比例，逐步使活性污泥適應(yīng)工業(yè)污水的特性。

當(dāng)SBR 池活性污泥量達(dá)到要求后，應(yīng)逐漸向池中加大進(jìn)水，進(jìn)一步將活性污泥馴化以適應(yīng)脫磷除氮的要求。當(dāng) SBR池系統(tǒng)出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并穩(wěn)定運(yùn)行2～3日后，SBR池工藝調(diào)試合格。

3、SBR系統(tǒng)調(diào)試具體步驟

1) 進(jìn)水：調(diào)試初期，由于活性污泥還未能完全適應(yīng)所處理的水質(zhì)，故進(jìn)水量要先小后大，待出水達(dá)標(biāo)后再逐步加大進(jìn)水量，避免負(fù)荷沖擊，讓污泥大量失活。進(jìn)水過(guò)程大約持續(xù)1小時(shí)左右。進(jìn)水之前取樣測(cè)定進(jìn)水的pH、COD、氨氮、總磷。

2) 反應(yīng)：進(jìn)水完成后，開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)量，控制DO值在2-4mg/L之間，按照“曝氣2小時(shí)—停氣1小時(shí)—曝氣2小時(shí)—停氣1小時(shí)—曝氣2小時(shí)”的順序操作。曝氣過(guò)程中，需測(cè)定SV30，保持SV30在20%-30%，有必要時(shí)取樣測(cè)定MLSS值。此過(guò)程根據(jù)工作時(shí)間靈活設(shè)置，COD不再降低時(shí)進(jìn)入沉淀階段，如果有條件COD測(cè)定可以使用在線快速測(cè)定，沒(méi)有條件測(cè)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或者固定時(shí)間來(lái)操作。

3) 沉淀：反應(yīng)期最后一次曝氣結(jié)束后，即進(jìn)入沉淀期，一般關(guān)閉曝氣后，使池內(nèi)不再擾動(dòng)，2小時(shí)左右便能完成沉淀，上清液能排放。沉淀階段結(jié)束時(shí)應(yīng)采樣送檢。

4) 排水：沉淀過(guò)程結(jié)束后，上清液澄清，打開(kāi)標(biāo)高較高的一個(gè)排水閥門，排去閥門所在標(biāo)高以上水體。

5) 靜置：在閑置期需根據(jù)反應(yīng)期所測(cè)得的SV值適當(dāng)排泥，使SV值控制在合理范圍內(nèi)。

SBR的運(yùn)行管理

SBR的運(yùn)行周期由進(jìn)水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、沉淀時(shí)間、潷水時(shí)間、排泥時(shí)間和閑置時(shí)間來(lái)確定。進(jìn)水時(shí)間有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的最大最佳值如上所述, 進(jìn)水時(shí)間應(yīng)根據(jù)具體的進(jìn)水水質(zhì)及曝氣方式來(lái)確定。當(dāng)采用控制量的曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較高時(shí), 進(jìn)水時(shí)間應(yīng)適當(dāng)取長(zhǎng)一些;當(dāng)采用不限量曝氣方式及進(jìn)水中污染物的濃度較低時(shí), 進(jìn)水時(shí)間可適當(dāng)取短一些(進(jìn)水時(shí)間一般取4～6h ) 。

在運(yùn)行的過(guò)程中, 要盡量根據(jù)實(shí)際的進(jìn)水情況對(duì)運(yùn)行的周期時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。反應(yīng)時(shí)間( Tf) 是確定SBR 反應(yīng)器容積的一個(gè)非常重要的工藝設(shè)計(jì)參數(shù), 其數(shù)值的確定同樣取決于運(yùn)行過(guò)程中污水的性質(zhì)、反應(yīng)器中污泥的濃度及曝氣方式等因素。對(duì)于生活污水類易處理廢水, 反應(yīng)時(shí)間可以取短一些,反之對(duì)含有難降解物質(zhì)或有毒物質(zhì)的廢水, 反應(yīng)時(shí)間可適當(dāng)取長(zhǎng)一些( 一般在2～4h) 。沉淀排水時(shí)間( Ts+D) 一般按2～4h 計(jì)。閑置時(shí)間( Tx) 一般按0.5~1h 設(shè)計(jì)。一個(gè)周期所需時(shí)間T≥Tf+Ts+D+Tx。在調(diào)整運(yùn)行方式的過(guò)程中, 要根據(jù)設(shè)計(jì)所允許的操作范進(jìn)行盡可能的修正, 才可以最大限度地保證良好的出水水質(zhì)。

1、SBR工藝的需氧與供氧 

SBR工藝有機(jī)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(zhǎng)度）上的推流，而SBR反應(yīng)池是時(shí)間意義上的推流。由于SBR工藝有機(jī)物濃度是逐漸變化的，在反應(yīng)初期，池內(nèi)有機(jī)物濃度較高，如果供氧速率小于耗氧速率，則混合液中的溶解氧為零，對(duì)單一的微生物而言，氧氣的得到可能是間斷的，供氧速率決定了有機(jī)物的降解速率。隨著好氧進(jìn)程的深入，有機(jī)物濃度降低，供氧速率開(kāi)始大于耗氧速率，溶解氧開(kāi)始出現(xiàn)，微生物開(kāi)始可以得到充足的氧氣供應(yīng)，有機(jī)物濃度的高低成為影響有機(jī)物降解速率的一個(gè)重要因素。從耗氧與供氧的關(guān)系來(lái)看，在反應(yīng)初期SBR反應(yīng)池保持充足的供氧，可以提高有機(jī)物的降解速度，隨著溶解氧的出現(xiàn)，逐漸減少供氧量，可以節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，縮短反應(yīng)時(shí)間。SBR反應(yīng)池通過(guò)曝氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用漸減曝氣更經(jīng)濟(jì)、合理一些。

2、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(yīng)初期有機(jī)物濃度的高低。排出比小，初始有機(jī)物濃度低，反之則高。根據(jù)微生物降解有機(jī)物的規(guī)律，當(dāng)有機(jī)物濃度高時(shí)，有機(jī)物降解速率大，曝氣時(shí)間可以減少。但是，當(dāng)有機(jī)物濃度高時(shí)，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(shè)計(jì)選用的污泥負(fù)荷率、混合液污泥濃度等有關(guān)。

3、SBR反應(yīng)池混合液污泥濃度 

根據(jù)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(yīng)器容積的大小。SBR工藝也同樣如此，當(dāng)混合液污泥濃度高時(shí)，所需曝氣反應(yīng)時(shí)間就短，SBR反應(yīng)池池容就小，反之SBR反應(yīng)池池容則大。但是，當(dāng)混合液污泥濃度高時(shí)，生化反應(yīng)初期耗氧速率增大，供氧與耗氧的矛盾更大。此外，池內(nèi)混合液污泥濃度的大小還決定了沉淀時(shí)間。污泥濃度高需要的沉淀時(shí)間長(zhǎng)，反之則短。當(dāng)污泥的沉降性能好，排出比小，有機(jī)物濃度低，供氧速率高，可以選用較大的數(shù)值，反之則宜選用較小的數(shù)值。SBR工藝混合液污泥濃度的選擇應(yīng)綜合多方面的因素來(lái)考慮。

4、污泥負(fù)荷率的選擇 

污泥負(fù)荷率是影響曝氣反應(yīng)時(shí)間的主要參數(shù)，污泥負(fù)荷率的大小關(guān)系到SBR反應(yīng)池最終出水有機(jī)物濃度的高低。當(dāng)要求的出水有機(jī)物濃度低時(shí)，污泥負(fù)荷率宜選用低值；當(dāng)廢水易于生物降解時(shí)，污泥負(fù)荷率隨著增大。污泥負(fù)荷率的選擇應(yīng)根據(jù)廢水的可生化性以及要求的出水水質(zhì)來(lái)確定。