Question

什么是SBR工艺，

运行过程及曝气方式？

Answer 1

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
优点:1、 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 　　2、 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 　　3、 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 　　4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 　　5、 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 　　6、 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 　　7、 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 　　8、 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 　　9、 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
缺点:1、自动化控制要求高。 　　2、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。 　　3、后处理设备要求大：如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。 　　4、滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。 　　5、由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
SBR工艺有机物的降解规律与推流式曝气池类似，推流式曝气池是空间（长度）上的推流，而SBR反应池是时间意义上的推流。由于SBR工艺有机物浓度是逐渐变化的，在反应初期，池内有机物浓度较高，如果供氧速率小于耗氧速率，则混合液中的溶解氧为零，对单一的微生物而言，氧气的得到可能是间断的，供氧速率决定了有机物的降解速率。随着好氧进程的深入，有机物浓度降低，供氧速率开始大于耗氧速率，溶解氧开始出现，微生物开始可以得到充足的氧气供应，有机物浓度的高低成为影响有机物降解速率的一个重要因素。从耗氧与供氧的关系来看，在反应初期SBR反应池保持充足的供氧，可以提高有机物的降解速度，随着溶解氧的出现，逐渐减少供氧量，可以节约运行费用，缩短反应时间。 SBR反应池通过曝气系统的设计，采用渐减曝气更经济、合理一些
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Answer 2

1. 1SBR的概况
1.1.1SBR技术的发展
间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor,简称SBR）又称序批式活性污泥法，是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺。SBR并非一种新型的、前所未有的工艺，而是活性污泥法初创时期充排式反应器的一种改进模型。1914年英国的Arden和Lokett首创活性污泥法时采用的就是间歇法[1]。由于受当时技术条件的限制，曝气池水流不断切换，操作起来较为繁琐；而且沉淀绝对静止，曝气设备易于被堵塞；同时人们还没有认识到其独特的优越性，在连续式活性污泥法出现之后，很快就将其取代，占据了主导地位。1955年，Hoover和Porges用SBR法处理牛奶废水取得成功。70年代初，美国的RL.hvine等人对SBR和连续流系统的特性通过比较试验和研究，认为SBR可以作为连续流系统的一种较好的替代工艺。直到80年代以后，才引起其他国家的重视，并陆续得到开发应用。
1.1.2SBR工作原理
SBR工艺由五部分组成, 第一部分为进水阶段, 待处理的污水引入反应器内与活性污泥混合,间断地鼓入空气进行曝气, 让微生物逐渐适应污水中有毒物质。第二部分反应阶段, 连续地鼓入空气进行曝气,控制DO在2.0mg/L以上， 污染物质吸附在活性污泥表面, 在设定的反应时间内被氧化分解。第三部分为污泥沉降阶段, 这个阶段停止曝气, 混合液处于静止状态, 逐渐澄清。活性污泥则沉积在反应器底部。第四部分为清夜移出阶段, 反应器上层清液通过导向阀排出,进行下一步处理。第五部分为污泥闲置阶段,间断地鼓入空气进行曝气活化污泥, 准备进入第二轮循环反应。
1.2SBR运行的特点
1.2.1SBR的运行优点
SBR工艺之所以有能够日益受到重视，并广泛应用，是由于其运行方式的特殊性，使其具有一系列连续流系统无法比拟的优点[2]
（1）工艺流程简单、基建与运行费用低 SBR系统的主体工艺设备是一座间歇式曝气池，与传统的连续流系统相比，无需二次沉淀池和回流污泥设备，一般也不需调节池。许多情况下，还可省去初沉池。这样SBR系统的基建费用往往较低。根据Ketchum等人的统计结果，采用SBR法处理小镇污水比用传统连续流活性污泥法结节省基建投资30%以上。SBR法无需污泥回流设备，节省设备费和常规运行费用。以外，SBR法反应效率高，达到同样出水水质所需曝气时间较短。反应初期溶解氧浓度低，氧转移效率高，节省曝气费用。
（2）生化反应推断力大、速度快、效率高 SBR法反应器中底物浓度在时间上是一理想的推流过程，底物浓度梯度大，生化反应推动力大，克服了连续流完全混合式曝气池中底物浓度低，反应推动力小和推流式曝气池中水流反混严重，实际上接近完全混合流态的缺点。Irvine等人的研究还明白：SBR法中微生物的RNA含量是传统活性污泥法中3-4倍。因为RNA的含量是评价微生物活性的最重要指标，所以这也是SBR法有机物降解效率高的一个重要原因。
（3）有效防止污泥膨胀 SBR法底物浓度梯度大，反应初期底物浓度较高，有利于絮体细菌增殖并占优势，可抑制专性好氧丝状菌的过分增殖。此外，SBR法中好氧、缺氧状态交替出现，可抑制丝状菌生长。
（4）操作灵活多样 SBR法不仅工艺流程简单，而且根据水质、水量的变化，通过各种控制手段，以各种方式灵活运行，如改变进水方式、调整运行顺序、改变曝气强度及周期内各阶段分配比等来实现不同的功能。例如在反应阶段采用好氧、缺氧交替状态来脱氮除磷，而不必像连续流系统建造专门的A/O，A/A/O工艺。
（5）耐冲击负荷能力强 SBR法虽然对于时间来说是理想的推流过程，但就反应器中的混合状态来说，仍属于典型的完全混合式，也具备完全混合曝气所具有的优点，一个SBR反应池在充水时相当于一个均化池，在不降低出水水质的情况下，可以承受高峰流量和有机物浓度上的冲击负荷。此外，由于无需考虑污泥回流费用，可在反应器内保持较高的污泥浓度，这在一定程度上提高了它的耐冲击负荷能力。
（6）沉淀效果好 沉淀过程中没有进出水水流的干扰，可避免短流和异重流的出现，是理想的静止沉淀，固液分离效果好，污泥浓度高、沉淀时间短、出水悬浮物浓度低等优点。
1.2.2SBR运行的缺点[3]
（1）单一的SBR反应器需要较大的调节池
（2）处理水量大时，来水与间歇进水不匹配的问题难以解决。此时需要多套SBR反应器并联运行，阀门切换频繁，操作程序复杂。
（3）大水量时，优势不明显。无论水量大小，SBR法的基建投资和运行费用都与氧化沟相当，但基建投资比传统活性污泥法降低20%左右。水量小时，SBR的运行费用比传统活性污泥法省20%左右，但水量大时。SBR运行费用与传统法相近。可见SBR对大水量失去了优势。
（4）设备闲置率高
（5）污水提升的阻力损失较大。
1.3改进型SBR工艺
为克服SBR法的缺点，人们对SBR工艺不断改进。如今出现了许多改进型SBR工艺，主要有连续进水周期循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）、连续进水分离式周期循环活性污泥法(IDEA)和不完全连续进水周期循环活性污泥法(CASS、CAST或CASP)、UNITANK工艺等[4]。
由于SBR在运行过程中，各阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化以及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质、出水质量与运行功能要求等灵活变化。对于SBR反应器来说，只是时序控制，无空间控制障碍，所以可以灵活控制。因此，SBR工艺发展速度极快，并衍生出许多种新型SBR处理工艺。
连续进水周期循环延时曝气活性污泥法（ICEAS—Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是：在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。由于全过程连续进水，沉淀阶段泥水分离差，限制了进水量。
循环式活性污泥法(CASS—Cyclic Activated Sludge System)是Gotonszy教授在ICEAS工艺的基础上开发出来的,是SBR工艺的一种新形式。将ICEAS的预反应区用容积更小，设计更加合理优化的生物选择器代替。通常CASS池分三个反应区：生物选择器、缺氧区和好氧区，容积比一般为1：5：30。整个过程间歇运行，进水同时曝气并污泥回流。该处理系统具有除氮脱磷功能。
UNITANK单元水池活性污泥处理系统是比利时SEGHERS公司提出的，它是SBR工艺的又一种变形。它集合了SBR工艺和氧化沟工艺的特点，一体化设计使整个系统连续进水连续出水，而单个池子相对为间歇进水间歇排水。此系统可以灵活的进行时间和空间控制，适当的增大水力停留时间，可以实现污水的脱氮除磷。