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1、SBR 活性污泥法硝化反硝化的特性近年来人们对应用顺序间歇式反应器(SBRs)进行污水处理产生了 兴趣这是由于SBR法的四个特性.首先，间歇式反应器如同推流式反 应器一样,属于动力反应;其次,它使在这些周期系统中对运行的控制 变得简单,尤其是反应时间和污泥固体的保养;第三,象硝化反硝化 这样, 在常规连续流中必须进行物理分离的反应可以通过单一的污泥 生物量在同一池中实现,不在需要独立的澄清池;最后,间歇式反应器 可以使有机负荷峰值流量均化并减弱.由于运行周期中的有些时段要 缺氧进行，而SBR法的另一个特性就是潜在的减少氧的转移需求并在 每个周期的缺氧段中进行有效的有机转移,因此,氧气和曝气设备
2、的总 需求量就会降低,从而减少了运行费用.现代SBR技术在美国Irvine和澳大利亚Goronzy的工程中已各有 发展.虽然现在研究的 SBR 法源自活性污泥法,但按时间顺序间歇运 行的基本概念却可以轻易转换成其它的处理方式 ,象流化床系统.因 为 SBR 法实际经验有限,使运行出现了诸多问题,从而使这种处理方 法的应用受到了限制.所以必须对这些问题加以解决.这些问题主要 是:周期性处理效果的稳定性;缺氧周期的实际经济效益;以及缺氧运 行的效果.比较SBR法和连续流系统的特性可知，在硝化一反硝化处 理要求较高的地方使用间歇循环效果很理想.间歇处理的时间变化状态具有多方面运行优势SBR 的运行
3、在很多方面,间歇活性污泥法处理与传统推流式系统 相似.污水中混合了絮状微生物体进水中有有机物和部分氨存在 ,悬 浮固体和无机化产物不断生成.在两个系统中，污水里的悬浮固体都 是通过重力沉淀池分离处理的.和连续流不同，SBR的充水是一个变化的过程.顺序间歇处理可用 于预沉淀, 不但冲水快而且逐渐进水. 这样就不需要手阶段澄清, 两个 或更多的池子可同时运行 . 使进水速度减慢, 以免在需氧量变化很大 的进水期间造成悬浮曝气 . 在开始的缺氧阶段, 逐渐曝气使有机碳的 去除很少, 但此时硝化却很彻底。为了彻底脱氮, 在硝化处理后停止曝 气应用内源呼吸的碳和能源在污泥絮体中进行反硝化, 具体步骤如图
4、 1 所示 .处理过程中，每个时间段都决定了其生化转化反应的类型和范围. 这些反应受进水流速和池容的制约 , 随着进水特性的不同天天变化 . 运行中的易变性缘于两点:其一, 驯化期开始之后, 污泥中包含多相易 变的微生物群体进行着多样的生化转化；其二, 反应中各种重要类型 的微生物的活性不会因为间歇这个不利的条件而变得很低, 如缺氧.目的 此规划报道的目的是致力于研究积累污泥生物量中的有机化合 物，储存代谢物，接着在处理周期的后段提供内源呼吸的能源进行反 硝化。由于通过储存产生的糖元和PHB产生的合成作用表明有多余的 碳。因此人们希望在SBR法中可以通过增加开始的瞬间负荷速度，也 就是充水速度
5、进行有机物的储存。我们设想在充水期间的缺氧状态时 通过呼吸作用消除有机碳的最终氧化，这样可以提高储存的功能，同 时氧化物的浓度达到最高。试验方法 试验系统有两个用磁性搅拌杆混合的 4 升反应器组成。 运行期间的曝气过程中通过扩散空气进行搅拌，最后的倾滗过程滗掉 3 升的上清夜，剩下 1 升的沉淀污泥保留（再循环）。进水中的可溶物被重力流通过连续的压头瓶流入。用螺旋头控制 进水速度并完成两个小时的缺氧进水期。这个程序在短期应用和用进 水中的可溶物作试验时效果令人满意。进水中的可溶物有蔗糖， bactopeptone 和无机营养物组成（见表 1）两种进水有机物强度是用 可滤过总有机碳（FTOC ）
6、表示。两个试验性SBR系统可被分别称为低 负荷系统和高负荷系统。两种水样通过一个0.45 ym的滤池后的氨氮 浓度分别是50g/m3和100g/m3。包括有机氮，两个SBR系统中FTOC 与N的比率都为3: 1两个水样的生物需氧量（BOD ）等于500g/m35和 1000g/m3。表 1 进水水质成分低负荷SBR(g/mJ高负荷SBR（g/m2）蔗糖375750细菌（中速增长）125250氨氮50100有机氮1530磷(PO)41530铁(Fe3+)12锰36钼12参数有机碳(FTOC)200400BOD55001000碳氮比3:13:1两个试验运行结果详见表 2，试验周期包括曝气的硝化阶段
7、和随 后的反硝化阶段。进行测定之前，为了使收集的水样稳定，除了延时 的反硝化试验，反应器至少要进行两周的运行才能得出试验结果。反 应器内氧化物和正常生物量的浓度在日周期内变化。但在 SBR 法中希 望得到准稳定的状态。这种状态定义为：从一天到以后的时间内得到 的结果任意取点得出连续的参数数值。因此，混合液的悬浮固体(MLSS )在曝气阶段的后期的值应是常数。细胞平均停留时间(MCRT )的参数和食物与微生物的比率(F/M) 在间歇系统中理论上要比连续流的系统中显得不重要。然而这两个关 系紧密的参数可以用于进行比较。14天的MCRT (充水反应器的容积/ 每天浪费的容积) 和 F/M 的比率在
8、0.03-0.08gFTOC/gMLSS.d(0.08-0.20gBOD /gMLSS.d )范围内。SBR法中当MCRT的确可能控制5微生物群体的增长值得关注。F/M的值除了非常粗糙的方面外不能反 应出负载的速度。这是因为进水中MSS的浓度和缺氧状态不断变化。表 2 SBR 试验的日运行周期水样周期12月3 月 14163 月 20-22（运行）/小时197819791979进水（缺氧）222曝气466不曝气搅拌（反448硝化）沉淀和滗水111空转13117表 3 是这些试验取样的方法分析的结果。在过滤过程中，总有机 碳的挥发物和非挥发物部分和酸化的样品用有机物分析器测定。铵， 硝酸盐和亚硝
9、酸盐离子浓度分别通过酚盐，番木鳖碱和磺胺试验按照 标准方法分析。混合液中的悬浮固体MLSS的测定是把通过一个0.45 JM漏斗的残留物放在干燥器中，在103C的温度下干燥两小时后放 凉称重。通过细胞内的糖类推断并分析得出储存产生糖原的细胞产 物。把 SBR 中 25ml 水样的 悬浮物在 2500XG 中进行 20 分钟的离心， 这个团粒在磷酸盐缓冲液悬浮，在涡流混合器中搅拌，接着离心以冲 掉细胞外的原料，然后放在5, 10ml的三氯醋酸中以释放出细胞 内的化合物。这些悬浮物最后离心是为了去除膜碎片并且用三氯醋酸 进行蛋白沉淀。离心的上清夜进行糖类分析用于 hexoses 蒽酮. 这些 团粒在
10、103C下干燥称重以测量污泥样品分馏的糖类部分。效果SBR 的试验系统总的处理特性与其它活性污泥法在日相对低负荷 速率运行的特性相似。反应器悬浮固体浓度稳定，有机氮去除效果极佳。活性污泥在进 行 10 个多月的试验运行时硝化-反硝化以及沉淀的性能相当好。细胞 内糖类悬浮固体浓度，氧化氨和硝化对有机碳去除的特性有特殊影 响。混合液悬浮固体浓度（MLSS ）反应器MLSS浓度在运行的曝气后期 可直接测得，表4提供出这些数据。关于MLSS的准稳定状态需要在开 始的两周内通过一种特殊间歇的运行效果和细胞消耗情况中获得。第一个试验顺序是充水两小时，曝气 4 小时，厌氧搅拌 4 小时， 沉淀、倾滗和空转15小时。通过两个SBR系统的固体浓度反应出污 水氧化物的浓度：200g/m3FTOC的进水固体浓度是 3944g/m3;而 400g/m3FTOC的进水固体浓度是6149g/m3.第二个试验顺序是6小时曝 气，4 小时厌氧反硝化搅拌。 1 周后，反硝化时间由4 小时延至 8 小 时.
