SBR反應(yīng)器

一、 SBR工藝簡介

SBR是序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的字母縮寫。其最初是由英國學(xué)者Ardern和Lockett于1914年提出的，但是鑒于當(dāng)時(shí)曝氣器易堵塞，自動(dòng)控制水平低，運(yùn)行操作管理復(fù)雜等原因，很快就被連續(xù)式活性污泥法取代。

直至20世紀(jì)70年代，隨著各種新型曝氣器、浮動(dòng)式出水堰（潷水器）和自動(dòng)控制監(jiān)測的硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的開發(fā)，特別是計(jì)算機(jī)和工業(yè)自控技術(shù)的不斷*，對污水處理過程進(jìn)行自動(dòng)操作已成為可能，SBR工藝以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注，并迅速得到發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)在世界上已有數(shù)百座SBR污水處理廠在成功運(yùn)行。美國國家環(huán)境保護(hù)署（EPA）認(rèn)為SBR工藝是一種低投資、低操作成本及維修費(fèi)用、高效益的環(huán)境治理技術(shù)。

SBR屬于活性污泥法的一種，其反應(yīng)機(jī)制及去除污染物的機(jī)理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，只是運(yùn)行操作方式有很大區(qū)別。它是以時(shí)間順序來分割流程各單元，整個(gè)過程對于單個(gè)操作單元而言是間歇進(jìn)行的。典型SBR集曝氣、沉淀于一池，不需設(shè)置二沉池及污泥回流設(shè)備。在該系統(tǒng)中，反應(yīng)池在一定時(shí)間間隔內(nèi)充滿污水，以間歇處理方式運(yùn)行，處理后混合液進(jìn)行沉淀，借助專用的排水設(shè)備排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內(nèi)，用于再次與污水混合處理污水，這樣依次反復(fù)運(yùn)行，構(gòu)成了序批式處理工藝。典型的SBR系統(tǒng)分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水與閑置五個(gè)階段運(yùn)行。

典型的運(yùn)用SBR技術(shù)處理污水的基本運(yùn)行模式如下圖所示：

SBR工藝具有以下幾個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：

1. 處理構(gòu)筑物很少，一個(gè)SBR反應(yīng)器集曝氣、沉淀于一體，省去了初沉池、二沉池和回流污泥泵房。因此，大大節(jié)約了處理構(gòu)筑物的占地面積、構(gòu)筑物間的連接管道及流體輸送設(shè)備，一般可降低工程總投資的10%～20%。

2. 由于其間歇進(jìn)水，時(shí)間長短、水量多少均可調(diào)節(jié)，因此對水量水質(zhì)的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，不需另設(shè)調(diào)節(jié)池。

3. 占地少，比傳統(tǒng)活性污泥法少占地30％-50％，是目前各種污水處理工藝中占地最省的工藝之一。

4. 可脫氮除磷。通過調(diào)節(jié)曝氣時(shí)間和間歇時(shí)間，使污水在反應(yīng)池中處于交替好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，為工藝脫氮除磷創(chuàng)造了條件。同時(shí)，這種環(huán)境條件的變化也可以有效抑制絲狀菌的生長，減少污泥膨脹的影響。

5. 污水處理廠剛建成運(yùn)行時(shí)，流量一般比設(shè)計(jì)值低，SBR可以根據(jù)水量水質(zhì)的需要，增減運(yùn)行池體的數(shù)量，這樣可以避免不必要的能量消耗，這是其他工藝所不具備的。

SBR工藝的主要缺點(diǎn)有：

1. 反應(yīng)池的進(jìn)水、曝氣、排水過程變化頻繁，不能采用人工管理，因此對污水廠設(shè)備儀表的要求較高，并要求管理人員有一定的技術(shù)水平。

2. 水量較大時(shí)會暴露出容積利用率不高的問題。

二、 SBR改良工藝介紹及對比

SBR運(yùn)行方式靈活多變，適應(yīng)性強(qiáng)，為滿足不同的水質(zhì)及實(shí)際工程的要求，可對工藝過程進(jìn)行改進(jìn)，隨著基礎(chǔ)研究方面的不斷進(jìn)展以及人們對活性污泥去除污染物質(zhì)機(jī)理的逐漸了解，鑒于經(jīng)典的SBR技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用的一定局限，為適應(yīng)實(shí)際工程的需要，SBR技術(shù)逐漸衍生了各種新的形式。

目前應(yīng)用較多的改良工藝有：ICEAS，UNITANK，DAT-IAT，CAST（CASS）等。

ICEAS工藝原理

ICEAS全稱為間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法（Intermittent Cycle Extended Aeration），其的特點(diǎn)就是在反應(yīng)器的進(jìn)水端增加了一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū)，運(yùn)行方式為連續(xù)進(jìn)水（沉淀期、排水期仍連續(xù)進(jìn)水），間歇排水，無明顯的反應(yīng)階段和閑置階段。污水從預(yù)反應(yīng)區(qū)以很低的流速進(jìn)入主反應(yīng)區(qū)，對主反應(yīng)區(qū)的泥水分離不會產(chǎn)生明顯影響。由于ICEAS設(shè)施簡單、管理方便，尤其是處理市政污水和工業(yè)廢水方面比經(jīng)典的SBR系統(tǒng)費(fèi)用更省，因此在國內(nèi)外受到了廣泛重視。自20世紀(jì)80年代初在澳大利亞興起以來，目前已建成投產(chǎn)了300多座污水處理廠。

ICEAS的運(yùn)行方式如圖1-2所示：

將SBR反應(yīng)池沿長度方向分為兩個(gè)部分，前部為預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。預(yù)反應(yīng)區(qū)可起調(diào)節(jié)水流的作用，主反應(yīng)區(qū)是曝氣、沉淀的主體。ICEAS是連續(xù)進(jìn)水工藝，不但在反應(yīng)階段進(jìn)水，在沉淀和潷水階段也進(jìn)水。污水進(jìn)入預(yù)反應(yīng)區(qū)后，通過隔墻底部的連接口以平流流態(tài)進(jìn)入主反應(yīng)池，在主反應(yīng)池中進(jìn)行間歇曝氣和沉淀潷水，成為連續(xù)進(jìn)水、間歇出水的SBR反應(yīng)池，使配水大大簡化，運(yùn)行也更加靈活。

ICEAS工藝中各操作單元的作用為：

A、曝氣階段 由曝氣系統(tǒng)向反應(yīng)池內(nèi)間歇供氧，此時(shí)有機(jī)物經(jīng)微生物作用被生物氧化，同時(shí)污水中的氨氮經(jīng)微生物硝化反硝化作用，達(dá)到脫氮的效果。

B、沉淀階段 此時(shí)停止向反應(yīng)池內(nèi)供氧，活性污泥在靜止?fàn)顟B(tài)下降，實(shí)現(xiàn)泥水分離。

C、潷水階段 在污泥沉淀到一定深度后，潷水器系統(tǒng)開始工作，排出反應(yīng)池內(nèi)上清液。在潷水過程中，由于污泥沉降于池底，濃度較大，可根據(jù)需要啟動(dòng)污泥泵將剩余污泥排至污泥池中，以保持反應(yīng)器內(nèi)一定的活性污泥濃度。潷水結(jié)束后，又進(jìn)入下一個(gè)新的周期，開始曝氣，周而復(fù)始，完成對污水的處理。

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