污水处理SBR工艺详解

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SBR定义
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。它是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理活性污泥工艺。按时序来以间歇曝气方式进行，改变活性污泥的生长环境，是一种被全球广泛认可和使用的废水处理工艺。

历史
1914年，由英国学者Ardern和Locket发明。英国的Salford 市建造了世界上第一个间歇式活性污泥法污水处理厂。

1915年，美国Milmaukee 市建造了一座类似的活性污泥法污水处理厂。二十世纪 七十年代末，美国人借助自动化技术，重新研究SBR工艺。

1980年，美国印地安那州建成了世界上第一个自动化控制的SBR 法污水处理厂。

应用SBR工艺最先进的澳大利亚，先后建成SBR 工艺污水处理厂600 余座，还兴建日处理量21 万吨大型SBR工艺污水处理厂。

工艺流程
SBR 工艺的过程是按时序来完成的, 一个操作过程分五个阶段: 进水、 反应、 沉淀、 滗水、 闲置。这五个阶段都是单池运行,当处理污水量较大时，可以进行多池多组的交替运行处理，此时人工操作难以发挥它的优点，需要由高度自动化的控制系统进行管理。

SBR 的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。具体时间根据进水量及进水时间可以进行适当调节。

计算方法：
沉淀排水时间( Ts D) 一般按2～4h 设计。闲置时间( Tx) 一般按0.5~1h 设计。 设定反应时间为( Tf) 。一个周期所需时间T≥Tf Ts D Tx。
时间分配例子，如：运行周期12h，其中进水2h，曝气4～8h，沉淀2h，排水1h。

SBR工艺优点：
1） 工艺简单，节省费用和场地；
2）理想的推流过程使生化反应推力大效率提高；
3）运行方式灵活，脱硫除氮效率好；
4）这是防止污泥膨胀的最好方法；
5）耐冲击负荷，处理能力强。

衍生工艺
1、CASS工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System)是周期循环活性污泥法的简称，又称为循环活性污泥工艺CAST (Cyclic Activated Sludge technology)，是在SBR的基础上发展起来的，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统；同时可连续进水，间断排水。

预反应区内，微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。

2、CAST工艺
CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离过程。反应器分为三个区，即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼氧条件下运行，使污水与回流污泥接触区，充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除，并对难降解有机物起到酸化水解作用，同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物，同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化，并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。

3、DAT-IAT工艺
DAT-IAT系统的主体构筑物由一个连续曝气池和一个间歇曝气池串连而成。一般情况下，DAT连续进水、连续曝气，其出水连续流入IAT，在IAT完成反应、沉淀、出水等工序。

DAT-IAT系统是SBR工艺完善和发展的新型式，它的反应机理以及污染物去除机制与连续活性污泥法相同，DAT池为预反应池，也称为连续曝气区，池中水流呈完全混合流态，绝大部分有机物在这个池中降解。IAT相当一个传统的SBR池。但进水为连续流。

4、AICS工艺
AICS 工艺（Alternated internal cyclic system）也称为交替式内循环活性污泥法。是中国北京环境保护科学研究院独立开发完成的污水处理工艺。该工艺由水力相通的四个反应池组成，通过各反应池在空间上的有序状态改变（曝气，沉淀和出水）来达到连续处理和去除有机污染物的目的。

阶段A：污水首先从1号边池进入，随着池内水流的推动作用,混合液通过2号、3号中间池,4号为沉淀池,经澄清分离后排出。2、3号池末端有一部分混合液分别回流至1号和2号池参与降解反应。这样在1号池与2号池之间、2号池和3号池之间分别形成类似氧化沟的循环流动水力特性,从而弥补了因推流作用而造成的局部区域污泥浓度降低,使污泥分布更加趋于合理。阶段B:1号池停止进水,开始静止沉淀30min。污水从2号池进入,流至3号池进行降解,最后经4号池出水,此时内循环系统关闭。阶段C和D:2号池停止进水,切换至4号和3号池进水,1号池出水。该阶段进水方向与内循环回流方向均和阶段A和B正好相反,但作用原理与阶段A和B完全一致。

敦化市污水处理厂，新疆阿克苏污水处理厂，吉林省通化市柳河县污水厂等采用AICS工艺处理污水。

5、ICEAS工艺
ICEAS全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法（Intermittent Cycle Extended Aeration），其最大的特点就是在反应器的进水端增加了一个预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期、排水期仍连续进水），间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段。污水从预反应区以很低的流速进入主反应区，对主反应区的泥水分离不会产生明显影响。

ICEAS的运行方式：将SBR反应池沿长度方向分为两个部分，前部为预反应区，后部为主反应区。预反应区可起调节水流的作用，主反应区是曝气、沉淀的主体。ICEAS是连续进水工艺，不但在反应阶段进水，在沉淀和滗水阶段也进水。污水进入预反应区后，通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应池，在主反应池中进行间歇曝气和沉淀滗水，成为连续进水、间歇出水的SBR反应池，使配水大大简化，运行也更加灵活。

6、MSBR工艺
MSBR(Modified Sequencing Batch Reactor)指的是改良式序列间歇反应器，该工艺根据SBR技术特点，结合传统活性污泥技术,研究开发的一种更为理想的污水处理系统。MSBR既不需要初沉池和二沉池，又能在反应器全充满并在恒定液位下连续进水运行。采用单池多格方式,结合了传统活性污泥法和SBR技术的优点。不但无需间断流量,还省去了多池工艺所需要的更多的连接管、泵和阀门。通过中试研究及生产性应用，证明MSBR法是一种经济有效、运行可靠、易于实现计算机控制的污水处理工艺。

7、UNI-TANK工艺
UNI-TANK废水处理工艺是由比利时史格斯清水公司开发的一种专利工艺。这种工艺是SBR 工艺的一种变型，其废水处理池的池型为矩形，三池共用池壁，节省投资，同时占地面积省;系统在恒定水位下运行，运行方式较为灵活，可用于脱氮除磷。用于UNITANK系统有效容积系数不高，仅适台于中小型污水处理厂。

UNITANK系统由3个矩形池组成，3个池平行而又相通，每个池均设有供氧设备，可采用鼓风曝气。其中中间池只作为曝气池，两个边池交替作为曝气池和沉淀池，边池设有固定出水堰和剩余污泥排放口。进入系统的污水通过管道或者渠道配水，交替进入3个池中的任意一个，系统实现连续进水连续排水。

8、SBBR工艺
SBBR是序批式生物膜反应器(Sequencing Biofilm Batch Reactor)的简称,又称膜法SBR(BABR)，是1992 年Wilderer提出了可控制非稳态运行工艺，现今是目前国内外正在研究、应用的一种污水生物处理新工艺。

SBBR是在SBR反应器内装填不同的填料(如纤维填料、活性炭、陶粒等)而开发出来的一种新型复合式生物膜反应器,填料的介入为微生物提供了更为有利的生存环境。在纵向上微生物构成一个由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物等多个营养级组成的复杂生态系统,在横向上顺水流到载体的方向构成了一个悬浮好氧型、附着好氧型、附着兼氧型和附着厌氧型的具有多种不同活动能力、呼吸类型、营养类型的微生物系统,从而大大提高了反应器的处理能力和稳定性。

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