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1、10.5.7 序批式活性污泥法（SBR工艺） Sequencing Batch Reacter Activated Sludge Procee，其机理与普通活性污泥法完全相同。 SBR工艺是按时间顺序进行进水，反应（曝气）、沉淀、出水、排泥等五个程序进行操作，从污水的进入开始到排泥结束称为一个操作周期，这种操作通过微机程序控制周而复始反复进行，从而达到污水处理之目的。因此SBR工艺最显著的工艺特点是不需要设置二沉池和污水，污泥回流系统；通过程序控制合理调节运行周期使运行稳定，并实现除磷脱氮；不设二沉淀池及省却回流系统，占地少，投资省，基建和运行费低，适合于中小水量污水处理的工艺，但由于该工艺是
2、稳定状态下运行的活性污泥工艺，工业化运用时间较短，尚无十分成熟的设计、运行、管理经验，因此SBR工艺是一种尚处于发展、完善阶段的技术。 （1）SBR工艺特点 工作原理 SBR是活性污泥法的一个变型，它的反应机理以及污染物质的去除机制与传统活性污泥基本相同，仅运行操作不同，操作模式由进水反应沉淀排水排泥5个程序，在一个周期均在一个设有曝气和搅拌装置的反应器（池）中进行，这种操作周而复始进行，以达到不断进行污水处理的目的，省却二沉池和污水、污泥回流系统。 传统SBR工艺在工程应用中存在一定的局限性，首先是在进水流量较大的情况下，需对反应系统进行调节，如果处理出水要求同时除磷脱氮，则更需对工艺流程进
3、行必要的改造，因而在实际应用中SBR逐渐发展了各种新形式。 循环式CAST（CASS）系统 CAST是SBR工艺的一种新型式，称为循环式活性污泥法（亦称CASS）它分为主反应区和预反应区，运行方式为连续进水（沉淀期和排水期保持进水），间歇排水，并将主反应区部分污泥回流至预反应区，运行时沉淀阶段不进水，使排水的稳定性得到保障，这样CAST实际分为三个反应区：一区为生物选择器又称为预反应区；二区为缺氧区；三区为好氧区，各区容积之比为1：5：30。图10.8 CASS反应器的工艺构造SBR CAST（CASS）运行工序 CAST预反应区（生物选择器）的设置保证了活性污泥不断地在选择器中以历一个高絮体
4、负荷的阶段，从而有利于系统中絮凝性细菌的生长，并提高污泥活性，使其快速地去除废水中溶解性易降解的有机物，能抑制丝状菌的生长和繁殖。沉淀阶段不进水保证了污泥沉降无水力干扰，使系统运行不受进水水力因素影响，使反应器在完全混合条件下运行而不产生污泥膨胀。 CAST优点： 1. 工艺流程简单，土建和设备投资低 2. 耐水力冲击，运行灵活 3. 在进行生物除磷脱氮操作时，整个工艺的运行得到良好控制，处理效果优于传统活性污泥法 4. 运行简单，无需进行大量的污泥回流，水回流 简化的CASS连续进水SBR工艺 这是在CASS基础上的改进，使之变得运行更简单。1主反应区 2滗水器 3污泥泵 4水下搅拌器5微孔
5、曝气器 6大气泡扩散器图10.9 ICEAS 反应池构造简图 连续进水周期排水的SBR工艺 前一部分为预反应区，也称为进水曝气区，后一部分为主反应区。在预反应区内，污水连续进入，并进行连续曝气；在主反应区依次进行曝气、搅拌、沉淀、滗水、排泥等过程，并周期循环。 主反应区与预反应区之间没有隔墙，底部有较大的涵孔，污水以较低流速由预反应区连续进入主反应区。当主反应区排泥时，先排放剩余污泥，然后将部分污泥回流至预反应区，这种运行方式具有以下优点： 1）当主反应区处于停止曝气进行反硝化时，连续进入的污水可提供反硝化所需的碳源，从而提高了脱氮效率。 2）当主反应区处于沉淀或滗水阶段，连续进入的污水可进入
6、厌氧污泥层，为聚磷菌释放磷提供所必须的碳源，因而可提高系统的除磷效率。 3）由于污水的连续进入，曝气鼓风机可在恒压下运行，提高了工作的稳定性。 图10.10 CASS工艺的循环操作过程(a)进水，曝气阶段开始；(b)曝气阶段结束；(c)沉淀阶段开始(d)沉淀阶段结束；(e)撇水阶段及排泥结束；(f)进水、闲置阶段（视具体远行情况而定）（2）SBR工艺影响因素 有机物浓度 在厌氧状态下，聚磷菌释磷越多，则聚磷菌在好氧段摄取磷量越大，因此如何设法提高厌氧状态下聚磷菌的释磷是达到高效除磷的重要条件。 而在厌氧条件下，有机物BOD则由兼性异养菌转化为低分子脂肪酸（如甲、乙、丙酸、乳酸等）之后，才能被聚
7、磷菌所利用，而这种转化对聚磷菌的释磷起着诱导作用，如果这种转化速率高，则聚磷菌的释磷速率就越大，从而有利于磷的去除。所以污水易被生物降解的有机物浓度越大，则除磷越高，通常以BOD5/总P的比值作为评价指标，一般认为BOD5/TP20,则磷的去除效果较稳定，实验得出BOD5/TP的一般关系： 进水慢速搅拌，可提前进入厌氧状态，利于磷的释放，并缩短厌氧反应时间。 NO3-N对脱氮除磷的影响 当进水处于厌氧状态时，进水带来了极少量的NO3-N，但主要是好氧停止曝气后至沉淀及排水工序的缺氧段的反硝化作用不完全而留下的NO3-N。由于NO3-N的存在会发生反硝化反应，反硝化消耗生物降解的有机物（BOD）
8、，因为反硝化速率比聚磷菌的磷释放速率快，所以反硝化菌与聚磷菌争夺有机碳源，当厌氧池混合液中NO3-N浓度大于1.5mg/L时，会使聚磷菌释放时间滞后，释磷速率减缓，释磷量少，最终导致好氧状态下聚磷菌摄磷能力下降，影响除磷效果，所以应尽量降低曝气池内进水前留于池内的NO3-N浓度，主要靠好氧池曝气停止后沉淀，排水段的缺氧运行。如反硝化彻底，残留的NO3-N浓度小，同时也提高了氮的去除率。对此应对曝气好氧反应阶段以灵活的运行控制，如采取曝气（去除BOD、硝化、摄磷）停止曝气缺氧（投加少量碳源，进行反硝化脱氧）再曝气（去除剩余有机物）的运行方式，提高脱氮效率，减少下一周期进水工序厌氧状态时NO3-N
9、浓度。 运行时间和DO的影响 运行时间和DO是SBR取得良好脱氮除磷效果的两个重要参数。 进水工序的厌氧状态DO应控制在0.30.5mg/L，以满足释磷要求，有机物BOD浓度高则释磷速率快，当释磷速率为910mg/(gMLSSh)，水力停留时间大于1h，则聚磷菌体内的磷已充分释放。所以一般城市污水经2h厌氧状态释磷，可基本达到释磷效果。 好氧曝气工序DO应控制在2.5mg/L以上，曝气时间4h为宜。主要满足BOD降解和硝化需氧以及聚磷菌摄磷过程的高氧环境。由于聚磷菌的好氧摄磷速率低于硝化速率，因此，应以摄磷来考虑曝气时间较合适，但总的说曝气时间也不要过长，以免使聚磷菌进入内源呼吸菌体衰亡，导致磷的释放。 好氧曝气之后，沉淀、排放工序均为缺氧状态，DO不高于0.7mg/L，时间为2h左右为宜。在此条件下，反硝化菌将好氧曝气工序时贮存体内的碳源释放，进行SBR所特有的贮存性反硝化作用，使NO3-N转化为分子态氮而达到脱氮之目的。 各工序运行时间分配对处理效果影响
