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1、“低能耗高效城镇污水污泥同步处理技术 4S-MBR”既可通过工程设施化方式应用于集中 式污 水处理厂建设，又可通过设备化集成应用于小水量、分散式污水处理与回用领域。以处理 规模为1 万 吨/天的城市集中式污水处理厂为例，其主要技术、经济指标如下： 处理规模：10000m3/d； 吨水占地：1，就是说达到相同的去除率时推流式反应器要比完全 混合式反应器所需的体积小，表明推流式的处理效果要比完全混合式好。 选择性准则 1973 年 Chudoba 等人提出了在活性污泥混合培养中的动力学选择性准则 5，这个理论是基于不同种属的微生物在 Monod 方程中的参数（KS、max） 不同，并且不同基质的生
2、长速度常数也不同。Monod 方程可以写成： dX/Xdt=max S/(KS+S) （2） 式中 X-生物体浓度 S-生长限制性基质浓度 KS-饱和或半速度常数 、max-分别为实际和最大比增长速率 按照 Chudoba 所提出的理论，具有低 KS 和 max 值的微生物在混合培养的 曝气池中，当基质浓度很低时其生长速率高并占有优势，而基质浓度高时则恰 好相反。Chudoba 认为大多数丝状菌的 KS 和 max 值比较低，而菌胶团细菌 的 KS 和 max 值比较高，这也解释了完全混合曝气池容易发生污泥膨胀的原因。有机物浓度在推流式曝气池的整个池长上具有一定的浓度梯度，使得大部 分情况下絮
3、状菌的生长速率都大于丝状菌，只有在反应末期絮状菌的生长没有 丝状菌快，但丝状菌短时间内的优势生长并不会引起污泥膨胀。因此，SBR 系 统具有防止污泥膨胀的功能。 微生物环境的多样性 SBR 反应器对有机物去除效果好，而对难降解有机物降解效果好是因为其在 生态环境上具有多样性，具体讲可以形成厌氧、缺氧等多种生态条件，从而有 利于有机物的降解。 2.3 传统 SBR 工艺的缺点 连续进水时，对于单一 SBR 反应器需要较大的调节池。 对于多个 SBR 反应器，其进水和排水的阀门自动切换频繁。 无法达到大型污水处理项目之连续进水、出水的要求。 设备的闲置率较高。 污水提升水头损失较大。 如果需要后处
4、理，则需要较大容积的调节池。 2.4 SBR 的适用范围 SBR 系统进一步拓宽了活性污泥的使用范围。就近期的技术条件，SBR 系 统更适合以下情况： 1）中小城镇生活污水和厂矿url=http:/ color=#0000ff企业/color/url的url=http:/ color=#0000ff工业/color/url废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有 机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3）水资源紧缺的地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增 加设施，便于水的回收利用。 4）用地紧张的
5、地方。 5）对已建连续流污水处理厂的改造等。 6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 近期来随着 SBR 工艺的发展，特别是连续进水、连续出水方案的改进，使 SBR 工艺以应用于大中心污水处理厂。 page_break 3 设计url=http:/ /url 3.1 负荷法 该法与连续式曝气池容积的设计相仿。已知 SBR 反应池的容积负荷 NV 或污 泥负荷 NS、进水量 Q0 及进水中 BOD5 浓度 C0，即可由下式迅速求得 SBR 池容： 容积负荷法 V=nQ0C0Nv (3) Vmin=SVIMLSS106V 污泥负荷法 Vmin=nQ0C0SVINs (4)
6、 V=Vmin+Q0 3.2 曝气时间内负荷法 鉴于 SBR 法属间歇曝气，一个周期内有效曝气时间为 ta，则一日内总曝气 时间为 nta，以此建立如下url=http:/ /color/url式： 容积负荷法 V=nQ0C0tcNvta (5) 污泥负荷法 V=24QC0ntaMLSSNS (6) 3.3 动力学设计法 由于 SBR 的运行操作方式不同，其有效容积的计算也不尽相同。根据动力学 原理演算(过程略)，SBR 反应池容计算公式可分为下列三种情况： 限制曝气 V=NQ(C0-Ce)tfMLSSNsta (7) 非限制曝气 V=nQ(C0-Ce)tfMLSSNs(ta+tf) (8)
7、半限制曝气 V=nQ(C0-Ce)LSSNs(ta+tf-t0) (9) 式中： tf-充水时间，一般取 14h。 tr-反应时间，一般在 28h。 C0、Ce-分别为进水和反应结束时的污染物浓度。 但在实际url=http:/ 述方法存有以下url=http:/ 对负荷参数的选用依据不足，提供选用参数的范围过大例如 url=http:/ Nv=0.11.3kgBOD5/(m3d)等，而未考虑水温、进水水质、污泥龄、活性污 泥量以及 SBR 池几何尺寸等要素对负荷及池容的url=http:/ color=#0000ff影响/color/url； 负荷法将连续式曝气池容计算方法移用于具有二沉池功
8、能的 SBR 池容计 算，存有url=http:/ 使所得结果偏小； 在计算公式中均出现了 SVI、MLSS、Nv、Ns 等敏感的变化参数，难于 全部同时根据经验假定，忽略了底物的明显影响，并将导致各参数间不一致甚 至矛盾的现象； 曝气时间内负荷法与动力学设计法中试图引入有效曝气时间 ta 对 SBR 池 容所产生的影响，但因其由动力学原理演算而得，假定的边界条件不完全适应 于实际各个阶段的反应过程，将有机碳的去除仅限制在好氧阶段的曝气作用， 而忽略了其他非曝气阶段对有机碳去除的影响，使得在同一负荷条件下所得 SBR 池容惊人地偏大。 上述问题的存在不仅不利于 SBR 法对污水的有效处理，而且
9、进行多方案比较 时也不可能全面反映 SBR 法的工程量，会得出投资偏高或偏低的结果。 针对以上问题，提出了一套以总污泥量为主要参数的 SBR 池容综合设计方法 3.4 总污泥量综合设计法 该法是以提供 SBR 反应池一定的活性污泥量为前提，并满足适合的 SVI 条 件，保证在沉降阶段历时和排水阶段历时内的沉降距离和沉淀面积，据此推算 出最低水深下的最小污泥沉降所需的体积，然后根据最大周期进水量求算贮水 容积，两者之和即为所求 SBR 池容。并由此验算曝气时间内的活性污泥浓度及 最低水深下的污泥浓度，以判别计算结果的合理性。其计算公式为： TS=naQ0(C0-Cr)tTS (10) Vmin=
10、AHminTSSVI10-3 (11) Hmin=Hmax-H (12) V=Vmin+V (13) 式中TS-单个 SBR 池内干污泥总量，kg tTS-总污泥龄，d A-SBR 池几何平面积，m2 Hmax、Hmin-分别为曝气时最高水位和沉淀终了时最低水位，m H-最高水位与最低水位差，m Cr-出水 BOD5 浓度与出水悬浮物浓度中溶解性 BOD5 浓度之差。其值为：Cr=Ce-ZCse1.42(1-ek1t) (14) 式中Cse-出水中悬浮物浓度，kg/m3 k1-耗氧速率，d-1 t-BOD 实验时间，d Z-活性污泥中异养菌所占比例，其值为： Z=B-（B2-8.33Ns1.0
11、72(15-T)）0.5 (15) B=0.555+4.167(1+TS0/BOD5)Ns1.072(15-T) (16) Ns=1/atTS (17) 式中a-产泥系数，即单位 BOD5 所产生的剩余污泥量， kgMLSS/kgBOD5，其值为： a=0.6(TS0/BOD5+1)-0.60.0721.072(T-15)1/tTS+0.081.072(T-15) (18) 式中 TS、BOD5-分别为进水中悬浮固体浓度及 BOD 5 浓度，kg/m3 T-污水水温， 由式(9)计算之 Vmin 系为同时满足活性污泥沉降几何面积以及既定沉淀历时 条件下的沉降距离，此值将大于现行方法中所推算的
12、Vmin。 必须指出的是，实际的污泥沉降距离应考虑排水历时内的沉降作用，该作用 距离称之为保护高度 Hb。同时，SBR 池内混合液从完全动态混合变为静止沉 淀的初始 510min 内污泥 仍处于紊动状态，之后才逐渐变为压缩沉降直至排 水历时结束。它们之间的关系可由下式表示： vs(ts+td-10/60)=H+Hb (19) vs=650/MLSSmaxSVI (20) 由式(18)代入式(17)并作相应变换改写为： 650AHmaxTSSVI(ts+td-10/60)=V/A+Hb (21) 式中 vs-污泥沉降速度，m/h MLSSmax-当水深为 Hmax 时的 MLSS，kg/m3 t
13、s、td-分别为污泥沉淀历时和排水历时，h 式(19)中 SVI、Hb、ts、td 均可据经验假定，Ts、V 均为已知，Hmax 可依 据鼓风机风压或曝气机有效水深设置，A 为可求，同时求得 H，使其在许可的 排水变幅范围内保证允许的保护高度。因而，由式(10)、(11)可分别求得 Hmin、Vmin 和反应池容。 4 SBR 在url=http:/ 的问题 相对于传统连续流活性污泥法，SBR 工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技 术，许多 研究工作刚刚起步，缺乏url=http:/ color=#0000ff科学/color/url的设计依据和方法以及成熟的运行管理经验，另 外，SBR 自身的
14、特点更加深了解决问题的难度。 SBR 在现阶段的发展过程中，主要存在以下方面的问题： 4.1 基础研究方面 关于污水在非稳定状态下活性污泥微生物代谢理论的研究； 关于厌氧、好氧状态的反复交替对微生物活性和种群分布的影响； 可同时除磷、脱氮的微生物机理的研究。 4.2 工程设计方面 缺乏科学、可靠的设计模式； 运行模式的选择与设计方法脱节。 5 结束语 SBR 艺是一种理想的间歇式活性污泥处理工艺，它具有工艺流程简单、处理 效果稳定、占地面积小、耐冲击负荷强及具有脱氮除磷能力等优点，是 url=http:/ 项污水生物处理新技术。 SBR 工艺应用的一个关键是要求自动化程度较高，因而随着我国 url=http:/
