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【SBR】衍生工艺

SBR工艺

概要

序批式活性污泥法( SBR) 是由美国 Irvine 在 20 世纪 70 年代初开发的, 80 年代初出现了连续进水 的 ICEAS 工艺, 随之 Goranzy 教授开发了 CASS 和 CAST 工艺, 90 年代比利时的 SEGHERS 公司又开 发了 UNITANK 系统, 把经典 SBR 的时间推流与 连续系统的空间推流结合了起来。我国也于 80 年 代中期开始对 SBR 进行研究, 目前应用已比较广 泛。

SBR工艺,是一种比较成熟的污水处理工艺。常见的工艺过程分五个阶段：进水、曝气反应、沉淀（沉降）、滗水（出水）、闲置（静置或称待机）。

1914年，由英国学者阿登（Ardern）和洛基特（Locket）发明。英国的萨尔福德（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，美国密尔瓦基市建造了一座类似的活性污泥法污水处理厂。

1970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

一种具有代表性的SBR工艺流程是：通过格栅预处理的废水，进入集水井，由潜污泵提升进入SBR反应池，采用水流曝气机充氧，处理后的水由排水管排出，剩余污泥静压后，由SBR 池排入污泥井，污泥作为肥料。

时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，如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，可以适当灵活调节。

沉淀排水时间(Ts+D)一般按2至4小时设计。闲置时间(Tx)一般按0.5至1小时设计。设定反应时间为(Tf) 。一个周期所需时间T≥Tf+Ts+D+Tx。

具体的时间分配例子如运行周期12小时，其中进水2小时、曝气4至8小时、沉淀2小时、排水1小时。

特点

SBR工艺作为一种活性污泥工艺，也有活性污泥工艺的优缺点，如活性污泥工艺优点是污水适应性强，建设费用较低；而缺点是运行稳定性差，容易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。SBR工艺还有独有的特点。其总的优缺点参见以下：

优点

优点机理
沉淀性能好理想沉淀理论
有机物去除率高理想推流状态
提高难降解废水的处理效率生态环境多样性
抑制丝状菌膨胀选择性标准
可以脱氮除磷，不需要新增反应器生态环境多样性
不需二沉池和污泥回流，工艺简单结构本身特点

缺点

SBR衍生工艺对比

ICEASS

间歇循环延时曝气工艺系统（Intermittently Cycle Extended Aeration System）相当于把SBR反应器分为两个区：一个预反应区，一个主反应区。预反应区一般处于缺氧状态, 主反应区是曝气反应的主体。 在预反应区微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附中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，这对水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，可以有效防止污泥膨胀预反应区可以起到生物选择器以及防止污泥膨胀的作用。在主反应区内经历一个较低负荷的基质降解过程。

Intermittent cycle extended aeration system is a modification of a conventional sequencing batch reactor system in which the system is operated under continuous feed.

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。减少了运行操作的复杂性, 故适用于较大规模的污水处理。同时连续进水不用进水阀门之间切换, 控制简单, 从 而可应用于较大型的污水厂。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。由于ICEAS设施简单、管理方便，尤其是处理市政污水和工业废水方面比经典的SBR系统费用更省，因此在国内外受到了广泛重视。它是一种完全自动化的、基于“时控”的、可以有效防止流量和冲击负荷的工艺，容易扩建，出水水质良好。最早于20世纪80年代初在澳大利亚兴起，因其工艺设施简单，管理方便，国内外均得到广泛应用，目前全球已有超过500个的连续进水ICEAS工艺污水处理设施。

CASS

循环活性污泥工艺系统（Cycle Activated Sludge System），本工艺将SBR反应器分为三部分，第一部分为生物选择区，进水与回流污泥在这里进行混合，在厌氧或兼氧条件下运行, 其基本功能是防止产生污泥膨胀, 同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用, 另外在这个区内的难降解大分子物质易发生水解作用, 这对提高有机物的去除率具有一定的促进作用；第二部分为第一区的缓冲部分，起辅助性作用；主反应区内进行生物氧化，在池末端设有潜水泵, 污泥通过潜水泵不断从主曝气区抽送至生物选择器中。三区的比例为：1：2：17。

循环活性污泥法是美国专家在ICEAS工艺的基础上开发研究出来的，是SBR工艺进化的一种新技术，也是社会发展中最受人们重视和关注的一个环节。循环式活性污泥法是污水处理工作中 最为关键的一个环节，并且是以环保和节能为基础进行改进和优化 的工作体系和工作流程。其在构成中,基本的结构是在序批式活性污泥法的基础上形成的一种，是以反应池沿着池长方向分段设计的,将其分为两个部分,其中前半部分是利用生物选择区也称之为预反应区，其主反应区是在后半部分，并在其上装置了一定的可升 降自动撇水装置，使得整个工艺曝气、沉淀和排水等过程中综合循 环运行的，省去了常规活性污泥法的二次沉池，从而达到污泥回流系统，是一种可持续进水、间接排水的工作体系。

DAT-IAT

连续进水间歇曝气工艺系统（Demand Aeration Tank-Intermittent Aeration System），本工艺是一种介于传统SBR工艺与活性污泥工艺之间的一种工艺。其中DAT池在前，IAT池在后，DAT池按曝气池运行，IAT按传统SBR生物池运行，IAT污泥一部分回流至DAT池。

Unitank

一体化活性污泥工艺系统，本工艺系统基于SBR工艺系统，但是却没有了传统SBR工艺（conventional sequencing batch reactor system）的象征性设备——滗水器，取而代之的是采用出水渠进行排水操作，Unitank工艺与三狗式氧化沟相似，三沟结构相同，尺寸一致并相互连通。

UNITANK是由比利时史格斯清水公司（SEGHERS）开发的，具有SBR和三沟式氧化沟技术的特点，由3个矩形池组成，3个池通过彼此间隔墙上的开口实现水力相通，每个单元都配有曝气系统，可以表面曝气或鼓风曝气，中间池始终作曝气池，两个边池既可作曝气池也可作沉淀池，设有溢流堰，用于排水和排放剩余污泥。污水可以交替进入任一池，可以实现连续进水连续排水。

UNITANK运行周期包括两个主体运行阶段和两个较短的过渡阶段，两个主体运行阶段运行过程完全相同，运行方向相反，如图5所示。第一个主体运行阶段包括以下过程: ①污水进入左侧池内,因该池在上个主体运行阶段作为沉淀池时积累了大量经过再生、具有较高吸附及活性的污泥,且污泥浓度较高,可以高效降解污水中的有机物; ②混合液同时自左向右通过始终作曝气池的中间池,继续曝气,有机物得到进一步降解,同时在推流过程中,左侧池内活性污泥进入中间池,再进入右侧池,使污泥在各池内重新分配; ③混合液进入作为沉淀池的右侧池,处理后出水通过溢流堰排放,也可在此排放剩余污泥。第一个主体运行阶段结束后,通过一个短暂的过渡段,即进入第二个主体运行阶段。第二个主体运行阶段过程污水流向相反,操作过程相同。此外，通过对系统时间和空间的控制，适当增加水力停留时间，可以形成厌氧、缺氧和好氧条件，实现脱氮除磷。

UNITANK最大优势在于省去了污泥回流，3个池共用池壁，布置紧凑，且占地面积较小,基建投资省，故自问世以来已在世界范围内得到广泛应用。

每个池中都装有曝气系统(可以是表曝也可以是鼓风曝气),同时外面的两个池子都装有溢流堰用于排水，既可以用作反应区也可以用作沉淀池。每个池子都可以进水，剩余污泥也是从边缘两个作沉淀池的池子排出。与传统活性污泥法一样, UNI-TANK系统是连续运行的,但是其单个池子是按一定周期运行的。

MSBR

改良型序批式活性污泥工艺系统（Modified SBR System），本工艺可以看作A-A-O工艺与传统SBR工艺的联合，并且结合了传统活性污泥法与SBR工艺系统的优点。

MSBR技术被认为是如今污水处理技术的发展方向。

特点经典SBRICEASCASSUNITANK
沉淀性能好，处于
理想沉淀状态		是不不不
抑制污泥膨胀
（选择性标准）		强弱
（设选择池改善）		弱
（设预反应池改善）		弱
处理难降解废水
（生态多样性）		强弱弱
（设预反应池改善）		非常弱
脱氮除磷性能
（缺氧和好氧等多种状态）		除N、P除N除N、P
理想推流状态，
去除有机物率高		是不不不
不设二沉池与
污泥回流		是是仅需回流是
连续进水不是是是
连续出水不不不是

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