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李經(jīng)理
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西安高新區(qū)錦業(yè)路錦業(yè)時代A3-307室SBR 是序批式(間歇)活性污泥法的簡稱。1914年，英國學(xué)者Ardern 和Locket 發(fā)明了該工藝，但由于受當(dāng)時自動化水平的限制，尤其后來工業(yè)廢水的處理規(guī)模不斷擴(kuò)大，其操作困難、工作量大的缺點日益突出，SBR 工藝的研究一度被人們放棄。因此，SBR 工藝開始并沒有得到廣泛推廣。
近年，由于電腦技術(shù)的飛快發(fā)展及自動化控制技術(shù)的快速進(jìn)步，SBR 反應(yīng)器操作困難，工作繁瑣的缺點逐漸得以解決。SBR 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比有很多優(yōu)點，這引起許多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。
20 世紀(jì)70 年代初，美國的Irvine等人在美國環(huán)保總局的資助下建立了世界上第一個SBR 污水處理廠。此后，日本、德國等也開始關(guān)注SBR工藝的研究。我國于上世紀(jì)80 年代開始對SBR 工藝進(jìn)行研究，并于1985年在吳淞建立了我國第一個應(yīng)用SBR工藝的廢水處理站。
1、SBR反應(yīng)器工作原理
SBR 的運(yùn)行有別于傳統(tǒng)活性污泥法，一般采用多個SBR 反應(yīng)器并聯(lián)間歇運(yùn)行的方式。對于單一SBR 反應(yīng)器，每個運(yùn)行周期包括5個階段：進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期、閑置期。進(jìn)水期階段可以采用限制曝氣或非限制曝氣，污水連續(xù)進(jìn)入SBR 反應(yīng)器，此時活性污泥對有機(jī)污染物進(jìn)行吸附去除，有機(jī)污染物濃度達(dá)到最大值，當(dāng)污水到達(dá)預(yù)設(shè)水位后，停止進(jìn)水開始曝氣，反應(yīng)期隨即開始，該階段有機(jī)污染物被活性污泥充分去除，BOD、COD值不斷減小，當(dāng)有機(jī)污染物濃度降低到適當(dāng)值時，停止曝氣，隨即進(jìn)入沉淀階段，該階段依靠重力的作用，使混合液中的活性污泥不斷沉降，達(dá)到高效的泥水分離效果。在進(jìn)入到排水排泥期后，上清液通過潷水器排除，剩余污泥也通過排泥系統(tǒng)排出，當(dāng)進(jìn)入到閑置期后，活性污泥處于一種營養(yǎng)物的饑餓狀態(tài)，單位重量的活性污泥具有很大的吸附表面積，當(dāng)進(jìn)入下個運(yùn)行期的進(jìn)水期時，活性污泥便可以充分發(fā)揮初始吸附去除作用。
2、SBR工藝的優(yōu)點
理想的推流過程使生化反應(yīng)推動力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。
運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時間短、效率高，出水水質(zhì)好。
耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。
工藝過程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。
處理設(shè)備少，構(gòu)造簡單，便于操作和維護(hù)管理。
反應(yīng)池內(nèi)存在DO、BOD5濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。
SBR法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利于廢水處理廠的擴(kuò)建和改造。
脫氮除磷，適當(dāng)控制運(yùn)行方式，實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替，具有良好的脫氮除磷效果。
工藝流程簡單、造價低。主體設(shè)備只有一個序批式間歇反應(yīng)器，無二沉池、污泥回流系統(tǒng)，調(diào)節(jié)池、初沉池也可省略，布置緊湊、占地面積省。
3、改進(jìn)型SBR處理工藝
(1)UNITANK 工藝
1987 年，UNITANK 工藝由比利時史格斯清水公司提出，此工藝結(jié)合了傳統(tǒng)SBR 工藝和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點。使進(jìn)出污水連續(xù)且減少了二沉池，實現(xiàn)了沉淀池和生物處理單元的一體化，而對于單個UNITANK 曝氣池則為間歇進(jìn)出水，通過靈活控制UNITANK 單個反應(yīng)池的曝氣、攪拌和增大水力停留時間，可以達(dá)到很好的脫氮除磷效果。
UNITANK 工藝的工作原理：
UNITANK 反應(yīng)器分為3 個單池， 每個運(yùn)行周期分為兩個主體段和一個中間過渡段， 兩個主體運(yùn)行段過程完全一樣，只是相互對稱。第一個主體段污水由左池進(jìn)入，經(jīng)過中間池進(jìn)入右池沉淀出水。第二個主體段污水由右池進(jìn)入，經(jīng)過中間池進(jìn)入左池沉淀出水，過程和第一個主體段相同，水流方向相反。中間過渡段污水由中間池進(jìn)入，兩個邊池作為沉淀池。通過對主體段曝氣、攪拌時間的控制可以實現(xiàn)BOD 去除和脫氮除磷。
UNITANK 工藝的特點
采用固定堰出水，不采用潷水器;沉淀時近似于平流式沉淀池的特點;3 個反應(yīng)池串聯(lián)構(gòu)成一個串級系統(tǒng)的模式，彌補(bǔ)了單個反應(yīng)器完全混合的缺點;3 個反應(yīng)池的作用各不相同，各個反應(yīng)池中的污泥濃度不同，生物量分布不均勻。由于邊池兼作曝氣池和沉淀池，反應(yīng)池的容積利用率比較低。
(2) CASS 工藝
CASS 工藝(循環(huán)式活性污泥法)由Goronszy 教授在ICEAS 的基礎(chǔ)上研究開發(fā)出來的一種改進(jìn)型SBR 工藝。1986 年美國國家環(huán)保局正式宣布CASS 工藝為革新代用技術(shù)。
CASS 反應(yīng)器的工藝原理：
CASS反應(yīng)池分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，污水經(jīng)過預(yù)反應(yīng)區(qū)后污水中可溶性污染物得到迅速吸附，進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)后污水中的有機(jī)污染物被降解。CASS 為連續(xù)進(jìn)水間歇出水反應(yīng)器，集反應(yīng)、沉淀、排水等功能于一身，且通過對反應(yīng)器中DO的控制使CASS 反應(yīng)器處于好氧、厭氧、缺氧交替環(huán)境，起到對污水脫氮除磷的作用。
CASS 反應(yīng)器的工藝特點：
基建費(fèi)用較低，CASS 工藝與傳統(tǒng)活性污泥法相比，省去了初沉池、二沉池，工藝流程簡單，布局緊湊;建成后運(yùn)行費(fèi)用低，CASS 工藝由于周期性的曝氣，池內(nèi)溶解氧濃度是變化的， 在每一周期開始時，氧濃度梯度大，傳遞效率高，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用;運(yùn)行管理可靠方便，CASS 工藝控制系統(tǒng)簡單，不易發(fā)生污泥膨脹且污泥產(chǎn)量少。
(3) ICEAS 工藝
ICEAS 全稱為間式歇循環(huán)延時曝氣活性污泥法，屬于連續(xù)進(jìn)水、間歇出水工藝。ICEAS 工藝在反應(yīng)器前部設(shè)置預(yù)反應(yīng)區(qū)，經(jīng)過預(yù)處理的污水在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)吸附去除BOD 后進(jìn)入與前置預(yù)反應(yīng)區(qū)相連接的主反應(yīng)區(qū)，在主反應(yīng)區(qū)中污水進(jìn)行間歇曝氣，使活性污泥處于厭氧好氧交替的環(huán)境之中，起到良好的脫氮除磷效果，處理后的污水在反應(yīng)池中沉淀后在潷水器的作用下出水，這樣使整個反應(yīng)池處于曝氣-閑置-沉淀-潷水的周期之中。
ICEAS反應(yīng)器的工藝特點：
采用連續(xù)進(jìn)水系統(tǒng)，減少了運(yùn)行操作的復(fù)雜性，故適用于較大規(guī)模的污水處理。與其它工藝相比，ICEAS工藝具有如下優(yōu)點：1、占地面積小，土建投資少;2、設(shè)備少，能耗低;3、沉淀效果好;4、耐沖擊負(fù)荷，運(yùn)行靈活。
(4)MSBR工藝
MSBR是改良型序批反應(yīng)器(Modified Sequencing Batch React)的簡稱，是 SBR 的變型工藝。MSBR 系統(tǒng)不需要加設(shè)初沉池、二沉池和相應(yīng)的布水及回流設(shè)施。
MSBR 工藝的主反應(yīng)池由曝氣格和兩個交替的序批格(SBR 池)組成。在一個完整的運(yùn)行周期中，主曝氣格保持連續(xù)的好氧曝氣狀態(tài);兩個交替曝氣的SBR 池的其中一個在半個周期內(nèi)不曝氣僅作為沉淀池，而另一個在半個運(yùn)行周期中，用于保持不同的狀態(tài)，如缺氧，厭氧等狀態(tài)。待下半個運(yùn)行周期，兩個 SBR 池的角色互換。
MSBR 工藝特點
MSBR 系統(tǒng)是從連續(xù)運(yùn)行的單元進(jìn)水，不從 SBR 池進(jìn)水，這樣污水大部分有機(jī)物先進(jìn)入主曝氣池中，經(jīng)過處理后在進(jìn)入 SBR 池，改善了設(shè)備利用率。
從連續(xù)運(yùn)行的厭氧池進(jìn)水，隨后進(jìn)入缺氧池、好氧池，改善了系統(tǒng)的整體處理效率，出水水質(zhì)好，同時也大大提高了系統(tǒng)中紅 F/M 值和容積負(fù)荷。
從連續(xù)運(yùn)行單元進(jìn)水，改善了系統(tǒng)對沖擊負(fù)荷的抵抗能力。
MSBR 系統(tǒng)增加了低水頭、低能耗的回流設(shè)備，改善了系統(tǒng)中各個單元活性污泥分配的均勻性，既增加了連續(xù)運(yùn)行單元的濃度(尤其是提高反硝化反應(yīng)的反應(yīng)速率)，進(jìn)而減少了 SBR 池中的污泥質(zhì)量濃度。
