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sbr污水处理工艺

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）简称，是一个按间歇曝气方法来运行活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。和传统污水处理工艺不一样，SBR技术采取时间分割操作方法替换空间分割操作方法，非稳定生化反应替换稳态生化反应，静置理想沉淀替换传统动态沉淀。它关键特征是在运行上有序和间歇操作，SBR 技术关键是SBR 反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功效于一池，无污泥回流系统。

SBR优点：

1、 理想推流过程使生化反应推进力增大，效率提升，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，池内有滞留处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵御水量和有机污物冲击。
4、 工艺过程中各工序可依据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、 处理设备少，结构简单，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结构方法，利于废水处理厂扩建和改造。
8、 脱氮除磷，合适控制运行方法，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，含有良好脱氮除磷效果。
9、 工艺步骤简单、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，调整池、
初沉池也可省略，部署紧凑、占地面积省。

SBR系统适用范围

1) 中小城镇生活污水和厂矿企业工业废水，尤其是间歇排放和流量改变较大地方。
2) 需要较高出水水质地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不仅要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，
预防河湖富营养化。
3) 水资源紧缺地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水回收利用。
4) 用地担心地方。
5) 对已建连续流污水处理厂改造等。
6) 很适合处理小水量，间歇排放工业废水和分散点源污染治理。

SBR设计需尤其注意问题

关键设施和设备

1、设施组成本法标准上不设首次沉淀池，本法应用于小型污水处理厂关键原因是设施较简单和维护管
理较为集中。为适应流量改变，反应池容积应留有余量或采取设定运行周期等方法。不过，对于游览
地等流量改变很大场所，应依据维护管理和经济条件，研究流量调整池设置。

2、反应池反应池形式为完全混合型，反应池十分紧凑，占地极少。形状以矩形为准，池宽和池长之比大
约为1：1～1：2，水深4～6 米。
反应池水深过深，基于以下理由是不经济：①假如反应池水深大，排出水深度对应增大，则固液分
离所需沉淀时间就会增加。②专用上清液排出装置受到结构上限制，上清液排出水深度不能过深。
反应池水深过浅，基于以下理由是不期望：①在排水期间，因为受到活性污泥界面以上最小水深限制，
上清液排出深度不能过深。②和其它相同BOD―SS 负荷处理方法相比，其优点是用地面积较少。反应
池数量，考虑清洗和检修等情况，标准上设2 个以上。在规模较小或投产早期污水量较小时，也可建一
个池。

3、排水装置

排水系统是SBR 处理工艺设计关键内容，也是其设计中最具特色和关系到系统运行成败关键部分。目
前，中国外报道SBR 排水装置大致可归纳为以下多个：⑴潜水泵单点或多点排水。这种方法电耗大且容
易吸出沉淀污泥；⑵池端（侧）多点固定阀门排水，由上自下开启阀门。缺点操作不方便，排水轻易带泥；
⑶专用设备滗水器。滗水器是是一个能随水位改变而调整出水堰，排水口淹没在水面下一定深度，可防
止浮渣进入。理想排水装置应满足以下多个条件：① 单位时间内出水量大，流速小，不会使沉淀污泥重
新翻起；②集水口随水位下降，排水期间一直保持反应该中静止沉淀状态；③排水设备坚固耐用且排水
量可无级调控，自动化程度高。

在设定一个周期排水时间时，必需注意以下项目：
① 上清液排出装置溢流负荷――确定需要设备数量；
② 活性污泥界面上最小水深――关键是为了预防污泥上浮，由上清液排出装置和溢流负荷确定，性能方
面，水深要尽可能小；
③ 伴随上清液排出装置溢流负荷增加，单位时间处理水排出量增大，可缩短排水时间，对应后续
处理构筑物容量须扩大；
④ 在排水期，沉淀活性污泥上浮是发生在排水立即结束时候，从沉淀工序中期就开始排水符合SBR
法运行原理。

SBR工艺需氧和供氧

SBR工艺有机物降解规律和推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上推流，而SBR 反应池
是时间意义上推流。因为SBR 工艺有机物浓度是逐步改变，在反应早期，池内有机物浓度较高，假如
供氧速率小于耗氧速率，则混合液中溶解氧为零，对单一微生物而言，氧气得到可能是间断，供
氧速率决定了有机物降解速率。伴随好氧进程深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，
溶解氧开始出现，微生物开始能够得到充足氧气供给，有机物浓度高低成为影响有机物降解速率一
个关键原因。从耗氧和供氧关系来看，在反应早期SBR 反应池保持充足供氧，能够提升有机物降解
速度，伴随溶解氧出现，逐步降低供氧量，能够节省运行费用，缩短反应时间。 SBR 反应池经过曝气系
统设计，采取渐减曝气更经济、合理部分。

SBR工艺排出比（1/m）选择

SBR工艺排出比（1/m）大小决定了SBR 工艺反应早期有机物浓度高低。排出比小，初始有机物浓度低，
反之则高。依据微生物降解有机物规律，当有机物浓度高时，有机物降解速率大，曝气时间能够降低。
不过，当有机物浓度高时，耗氧速率也大，供氧和耗氧矛盾可能更大。另外，不一样废水活性污泥沉
降性能也不一样。污泥沉降性能好，沉淀后上清液就多，宜选择较小排出比，反之则宜采取较大排出比。
排出比选择还和设计选择污泥负荷率、混合液污泥浓度等相关。

SBR反应池混合液污泥浓度

依据活性污泥法基础原理，混合液污泥浓度大小决定了生化反应器容积大小。SBR 工艺也一样如此，
当混合液污泥浓度高时，所需曝气反应时间就短，SBR 反应池池容就小，反之SBR 反应池池容则大。不过，
当混合液污泥浓度高时，生化反应早期耗氧速率增大，供氧和耗氧矛盾更大。另外，池内混合液污泥浓
度大小还决定了沉淀时间。污泥浓度高需要沉淀时间长，反之则短。当污泥沉降性能好，排出比小，
有机物浓度低，供氧速率高，能够选择较大数值，反之则宜选择较小数值。SBR 工艺混合液污泥浓度
选择应综合多方面原因来考虑。

相关污泥负荷率选择

污泥负荷率是影响曝气反应时间关键参数，污泥负荷率大小关系到SBR 反应池最终出水有机物浓度
高低。当要求出水有机物浓度低时，污泥负荷率宜选择低值；当废水易于生物降解时，污泥负荷率伴随
增大。污泥负荷率选择应依据废水可生化性和要求出水水质来确定。

SBR工艺和调整、水解酸化工艺结合

SBR工艺采取间歇进水、间歇排水，SBR 反应池有一定调整功效，能够在一定程度上起到均衡水质、水量
作用。经过供气系统、搅拌系统设计，自动控制方法设计，闲置期时间选择，能够将SBR 工艺和
调整、水解酸化工艺结合起来，使三者合建在一起，从而节省投资和运行管理费用。

在进水期采取水下搅拌器进行搅拌，进水电动阀关闭采取液位控制，依据水解酸化需要时间确定开始
曝气时刻，将调整、水解酸化工艺和SBR 工艺有机结合在一起。反应池进水开始作为闲置期结束则可
以使整个系统能正常运行。具体操作方法以下所述：

进水开始既为闲置结束，经过上一组SBR 池进水结束时间来控制；
进水结束经过液位控制，整个进水时间可能是改变。
水解酸化时间由进水开始至曝气反应开始，包含进水期，这段时间能够依据水量改变情况和需要水解
酸化时间来确定，大于在最小流量下充满SBR 反应池所需时间。
曝气反应开始既为水解酸化搅拌结束，曝气反应时间可依据计算得出。
沉淀时间依据污泥沉降性能及混合液污泥浓度决定，它开始即为曝气反应结束。
排水时间由滗水器性能决定，滗水结束能够经过液位控制。
闲置期时间选择是调整、水解酸化及SBR 工艺结合好坏关键。闲置时间长短应依据废水改变情况
来确定，实际运行中，闲置时间常常变动。经过闲置期间调整，将SBR 反应池进水合理安排，使整个
系统能正常运转，避免整个运行过程紊乱。

SBR 污水处理工艺运行操作关键点

一、辅助设施运行管理

SBR 工艺过程是按时序来完成, 一个操作过程分五个阶段: 进水、 反应、 沉淀、 滗水、 闲置。这五个阶段全部是单池运行, 当需要处理污水量较大时, 必需单池分组进行组合处理, 这么交替运行过程中仅靠人工操作就极难发挥其优点了。多池多组交替运行必需有高度灵活、 结构严谨中央控制系统, 自动化程度要求较高。所以在运行过程中需要保障中控系统正常, 预防人为操作失当、 雷电和内部管理不善等造成仪器、 仪表等设施破坏, 影响系统正常工作。这就要求在污水处理厂设计过程中设计仪器仪表避雷装置, 提升日常运行操作人员管理水平。

预处理系统是污水处理最前段。生活污水中含有大量漂浮物和悬浮物质, 其中包含无机性和有机性两类。因为这些垃圾和悬浮物会降低主体反应效果, 对污水处理设备造成磨损和破坏, 故在污水进入主反应区之前必需进行必需预处理, 以提升整个工艺去除率, 降低设备磨损, 确保整个处理系统正常运行。所以, 在运行过程中需要加强巡查,预防垃圾堵塞粗细格栅和进水泵。

二、SBR 生化池运行管理

SBR 生物反应池是污水处理厂关键部分, 进水方法推流过程使池内厌氧好氧处于交替状态, 运行效果稳定, 污水在相正确静止状态下沉淀, 需要时间短、 出水水质很好,耐冲击负荷; 加之池内有滞留处理水, 对污水有稀释、 缓冲作用, 有效抵御水量和有机污物冲击。反应池内存在 DO、 BOD5 浓度梯度, 有效控制活性污泥膨胀, 脱氮除磷, 合适控制运行方法, 实现好氧、 缺氧、 厌氧状态交替,含有良好脱氮除磷效果。对于运行实际运行过程包含到季节性进水差异或其它原因影响而造成出现污泥膨胀、 脱氮除磷效果差, 能够经过运行参数合适调整加以处理。关键控制原因有以下多个方面:

1.运行周期适度调整

SBR 运行周期由进水时间、 反应时间、 沉淀时间、 滗水时间、 排泥时间和闲置时间来确定。进水时间有一个相对稳定最大最好值。如上所述, 进水时间应依据具体进水水质及曝气方法来确定。当采取控制量曝气方法及进水中污染物浓度较高时, 进水时间应合适取长部分;当采取不限量曝气方法及进水中污染物浓度较低时, 进水时间可合适取短部分 ( 进水时间通常取 4～6h ) 。在运行过程中, 要尽可能依据实际进水情况对运行周期时间进行调整。反应时间 ( Tf ) 是确定 SBR 反应器容积一个很关键工艺设计参数, 其数值确实定一样取决于运行过程中污水性质、 反应器中污泥浓度及曝气方法等原因。对于生活污水类易处理废水, 反应时间能够取短部分,反之对含有难降解物质或有毒物质废水, 反应时间可合适取长部分 ( 通常在 2～4h) 。沉淀排水时间 ( Ts+D) 通常按2～4h 设计。闲置时间 ( Tx ) 通常按 0.5~1h 设计。一个周期所需时间 T≥Tf+Ts+D+Tx。在调整运行方法过程中, 要依据设计所许可操作范围进行尽可能修正, 才能够最大程度地确保良好出水水质。

2.生物系统诊疗调整

好氧生化处理是由活性污泥中微生物, 在有氧存在条件下将污水中有机污染物氧化、 分解、 转化成 CO2、NH4+-N、 NO-x-N、 PO43-、 SO42-等随出水排放过程。

活性污泥中微生物是凝聚、 吸附、 氧化分解污水中有机物主力军, 提升处理系统效率, 全部和改善污泥性状、 提升污泥微生物活性相关。所以, 必需常常检验于观察活性污泥中微生物组成和活动情况。活性污泥外观似棉絮状, 亦称为絮粒或绒粒, 正常活性污泥沉降性能良好。在显微镜下可发觉每个絮粒是由成千上万个细菌、 少许微型动物及部分无机杂质组成, 有时, 污泥中还会出现真菌、 藻类等生物。

我们可定时对生物处理系统做巡视, 考察各反应池运行情况, 利用多种手段和方法了解活性污泥性能, 借助显微镜观察活性污泥结构和生物种群组成。另外,还可经过对水质化学测定来了解污水生物处理系统运行情况。在系统正常运行时, 应保持适宜运行参数和操作管理条件, 使之长久达标运行; 在发觉异常现象时, 应找出症结所在, 立即加以调整, 使之恢复。巡视是发觉问题关键方法, 所以操作管理人员每班须数次定时对反应池作一观察, 了解系统运行情况。其关键内容以下:

( 1) 色、 嗅。正常运行城市生活污水处理厂, 活性污泥通常显黄褐色。在曝气池溶解氧不足时, 厌氧微生物会对应滋生, 含硫有机物在厌氧时分解释放出 H2S, 污泥发

黑、 发臭。当曝气池溶解氧过高或进水过淡、 负荷过低时,污泥中微生物因缺乏营养而本身氧化, 污泥色泽转淡。良好新鲜活性污泥略带有泥土味。

( 2) 反应池曝气状态观察和污泥性状。在巡视曝气池时, 应注意观察曝气池液面翻腾情况, 曝气池中间若见有成团气泡上升, 即表示液面下曝气管道有堵塞, 应给予清洁或更换; 若液面翻腾不均匀, 说明有死角, 尤应注意四角有没有积泥。另外, 还应注意气泡性状: 一是气泡量多少。在污泥负荷合适、 运行正常时, 泡沫量较少, 泡沫外观显新鲜乳白色泡沫。污泥负荷过高、 水质改变时, 泡沫量往往增多, 如污泥泥龄过短或污水中含多量洗涤剂时, 既会出现大量泡沫。 二是泡沫色泽。 泡沫显白色、 且泡沫量增多, 说明水中洗涤剂量较多; 泡沫显茶色、 灰色, 这是因为污泥龄太长或污泥被打坏而被吸附在气泡上所致, 这时应增加排泥量。气泡出现其它颜色时, 则往往因为是吸附了污水中染料等类发色物质结果。三是气泡粘性。用手沾部分气泡, 检验是否轻易破碎。在负荷过高、 有机物分解不完全时, 气泡较粘, 不宜破碎。

( 3) 反应池沉淀状态观察和污泥性状。活性污泥性状好坏可从沉淀状态及曝气时运行情况显示出来。所以,管理中应加强对现场巡视, 定时对活性污泥处理系统“ 脸色” 进行观察。沉淀液面状态和整个系统正常运行是否亲密相关, 应注意观察沉淀时段泥面高低、 上清液透明成全部、 漂泥有没有、 漂泥泥粒大小等: 上清液清澈透明表明运行正常, 污泥性状良好; 上清液混浊表明负荷过高, 污泥对有机物氧化、 分解不根本; 泥面上升、 SVI 高表明污泥膨胀, 污泥沉降性差; 污泥成层上浮表明污泥中毒;大块污泥上浮表明反应池局部厌氧, 造成该出污泥腐败;细小污泥漂泥表明水温过高, C/N不适、营养不足等原因造成污泥解絮。

对于生物系统中活性污泥异常现象之关键原因及其对策, 在运行过程中能够初步依据经验总结来作出判定:

1) 污泥膨胀。污泥膨胀出现现象可能会有以下多个情况: 活性污泥变白, 不调和状; 沉淀、 分离性不良, 不密实; 污泥指数 SVI 在 200 以上; 活性污泥由反应池溢出, 处

理水水质不良。出现以上情况可能原因有: 污泥抽除不足致使微生物异常繁殖; 因为曝气量不足, 混合液悬浮物MLSS 浓度过高或过低, 进水 BOD 浓度过高, 进水中含有有毒有害物质, PH 值降低等原因致使丝状菌异常繁殖。针对出现现象和可能原因, 需要采取对策有: 加大剩下污泥排放量; 合理调整溶解氧浓度, 投加混凝剂改善活性污泥凝聚性或投加氧化剂杀死丝状菌。在出现污泥膨胀时, 以显微镜确定其原因。若是因为丝状菌异常繁殖, 则其恢复所耗时间较长, 有时甚至需要更换反应池中全部污泥。

2)污泥解体。污泥解体表现出来现象是污泥被破坏成微细胶羽状, 不再是絮状体, 影响了污泥沉降性能。出现污泥解体可能原因有: 暴气量过大, 活性污泥表面含有凝聚性物质被氧化, 或是进水中有机物含量较低; 特定微生物异常繁殖, 比如小型鞭毛虫; 进水中含有有害物质。污泥解体能够应正确措施有: 合适降低曝气量,并增加流入水量使得负荷合适; 降低剩下污泥排放量;管制有害物质进入; 降低搅拌机搅拌强度。

3) 污泥腐烂。在生物反应池常常能够看到有大块污泥漂浮, 悬浮污泥颜色发黑且有臭味, 和正常褐黄色且带有土腥味污泥有很大差异。出现污泥腐败原因有: 暴气量不足; 反应池内长久淤积有污泥; 反应池结构有缺点, 比如有死角。假如发觉有污泥腐败现象, 需要采取以下对策处理: 停止污水流入, 增加曝气, 依据恢复程度调整流入水量; 增加回流污泥量, 加强排泥; 改善构筑物。

4) 生化池表面出现气泡。因为进水中多量清洁剂流入, 轻易引发反应池发泡, 需要提升混合液悬浮固体浓度或添加消泡剂或消泡设备来消除气泡。

3、剩下污泥系统

剩下污泥系统一直以来不被运行人员所重视, 认为只要按常规进行生产就不会有问题, 这种认识是不正确。正确地说, 剩下污泥产量应该依据进水水质来决定。所谓剩下污泥产生量, 是指最终沉淀池污泥量, 减除一部分回流入曝气槽后, 其它需排出处理量。单位污水剩下污泥量视污水悬浮物浓度, 及去除 BOD之污泥增殖情况而异。

悬浮物之剩下污泥量

X1= Q ( MO- MF ) ×10- 3= QMOηS×10- 3

污泥增殖剩下污泥量

X2= aY- bMV×10- 3

其中:X1: 由悬浮物而产生之剩下污泥量 ( kg/d)
X2: 生物增殖而产生之剩下污泥量 ( kg/d)
ηS: 悬浮物之沉淀效率
Q: 处理水量 ( m3/d)
MO: 流入悬浮物质量 ( mg/L )
MF: 自沉淀池流出之悬浮物质量 ( mg/L )
Y: BOD去除量 ( mg/L )
M: 曝气槽内混合液之平均 MLSS浓度 ( mg/L )
V: 曝气槽容积 ( m3)
a: 去除 BOD之污泥转换率 ( 0.5~0.8)
b: 体内自行氧化率 ( 0.01~0.1)( day- 1)

曝气槽之 BOD 去除率为 ηA, 流入水 BOD 为 So( mg/L)

Y= QSoηA×10- 3

则总剩下污泥量

X=( MOηS+ aSoηA- bMOt ) Q×10- 3

式中 t: 曝气槽停留时间 V/Q ( d)

当然, 在实际运行过程中不一定要完全根据公式生搬硬套, 不过需要对现场运行情况有细致科学了解, 控制生物系统总量相对平衡。因为 SBR 工艺本身含有较强抗负荷冲击能力, 所以对于剩下污泥系统动态平衡维护是做好运行工作关键。

4、脱氮除磷问题控制

脱氮除磷是污水处理工艺关键步骤, 也是比较轻易出问题地方。对于传统 SBR 工艺氮磷去除存在着部分难度, 关键是厌氧硝化时间上存在问题。污水未经过厌氧硝化直接进入主反应区, 即使在主反应阶段有厌氧耗氧交替过程, 不过还是存在部分问题, 对于进水 N 含量较高水体来讲去除就有些难度。即使如此, 经过大量改善, 现在在传统 SBR 工艺基础上有了很大进步, 前段加了兼 ( 厌) 氧回流等方法, 一定程度上处理了 SBR 工艺脱氮除磷问题。在实际运行操作过程中, 需要注意污泥回流比、 进水速度、 进水量等。

5、污泥沉降性能控制

活性污泥良好沉降性能是确保活性污泥处理系统正常运行前提条件之一。假如污泥沉降性能不好, 在SBR 反应期结束后, 污泥压密性差, 上层清液排除就受到限制, 水泥比下降, 造成每个运行周期处理污水量下降, 出水 SS会比较高。假如污泥絮凝性能差, 则出水中, COD上升, 造成处理出水水质下降。 造成污泥沉降性能恶化原因是多方面, 但全部表现在污泥容积指数( SVI ) 升高。 SBR 工艺中因为反复出现高浓度基质, 在菌胶团菌和丝状菌共存生态环境中, 丝状菌通常是不轻易繁殖, 所以发生污泥丝状菌膨胀可能性是很低。SBR 较轻易出现高粘性膨胀问题, 这可能是因为 SBR 工艺本身处理过程是一个动态瞬间过程, 混合液内基质逐步降解, 液相中基质浓度下降了, 但并不完全说明基质已被氧化去除, 加之很多污水污染物轻易被活性污泥吸附和吸收, 在很短时间内, 混合液中基质浓度可降至很低水平。从污水处理角度看, 已经达成了处理效果,但这仅仅是一个相转移, 混合液中基质浓度降低仅是一个表面现象。能够认为, 在污水处理过程中, 菌胶团之所以形成和有所增加, 就要求系统中有一定数量有机基质积累, 在胞外形成多糖聚合物 ( 不然菌胶团不增加甚至出现细菌分散生长现象, 出水浑浊) 。在实际操作过程中, 往往会因充水时间或曝气方法选择不合适或操作不妥而使基质积累过量, 致使发生污泥高粘性膨胀。污染物在混合液内积累是逐步, 在一个周期内通常难以立即表现出来, 需经过观察各运行周期间污泥沉降性能改变才能表现出来。为使污泥含有良好沉降性能, 应注意每个运行周期内污泥 SVI 改变趋势, 立即调整运行方法以确保良好处理效果。